<<

#39 ; Interna lumigo de domo per sunaj radioj tra la tegmento

>>

Jam antaŭe mi komencis iom skribi pri ideo de sunhorloĝo kiu reflektas lumon de Suno per speguloj tra la tegmento de dometo internen. Tiu plano ankoraŭ ne estas preta. Certe tamen necesas esti turo sur la tegmento, sufiĉe alta por ke la sur la tegmento vintre kolektiĝonta neĝo ne bloku la lumon de Suno.

Plano de spegula sunhorloĝo estas iom postulema. La speguloj ne estas moveblaj, do ĝiaj pozicioj estu korekte jam komence. La speguloj de sunhorloĝo ne estas tre forte lumon kolektigaj kaj koncentrigaj. Ni ja ne volas bruligi truon en la domo, aŭ ekbruligi la tutan domon en fajro. En tia sunhorloĝo la lumo de Suno laboras nur kiel montrilo de tempo.

Se ni tamen intertempe ne zorgas pri la tempo, pri la horo de tago. Eble ni nur volas uzi la radiojn de Suno por lumi la internon de domo. Tiam oni volas kolekti multe da lumo. La ebena spegulo sur la tegmento estas en tiu ekzemplo 800 millimetroj (0,8 metroj) en diametro, sed ĝi povus esti pli granda, eble eĉ du metroj en diametro? Ĝi ne bezonas esti de tre bona kvalito. Ĉi tiu ne estas Mount Palomar.

La ideo estas fenestro sur la tegmento. Kiam la Suno brilas, lasas la fenestro sur la tegmento la rektan lumon de Suno per reflekto internen tra la tegmento. Estas truo en la tegmento tiel ke la lumo povas libere pasi.

Interne en la domo estas alia granda konveksa spegulo (koloro de oro en bildoj de 3D-modelo) kiu reflektas lumon al multaj direktoj kaj tiel lumigas la ĉambron. La unua spegulo sekvu la Sunon kaj ĝi ĉiam reflektu la radiojn de Suno al la dua spegulo.

Maldekstre ni vidas la bazan planon en meridiana ebeno por la geografia latitudo de urbo Pori, φ = 61,5°. En la simpla bildo la deklinacio de Suno estu δ = 0°. La bluaj linioj montras kiel la lumo de printempa/aŭtuna Suno reflektas el du speguloj.

Ni pensu ke la radioj de Suno estas proksimume samdirektaj. La unua ebena spegulo reflektas la lumon internen kie la lumo trafas la konveksan surfacon de dua spegulo kiu disvastigas la lumon al ĉambro.

La Suno ja movas sur la ĉielo. La unua spegulo estas vere ebena, ankaŭ en la tria dimensio. Tial la unua spegulo devas esti movebla por kapabli sekvi la movadon de Suno, tiel ke ĝi ĉiam povu reflekti la rektan Sunan lumon internen, kiam la Suno brilas. La dua konveksa spegulo ne devas esti movebla, ĉar la lumo ĉiam venas al ĝi el la sama direkto, laŭ la polusa aŭ rotacia akso de nia planedo la Tero.

La sekcoj eble plej bone montras kiel la speguloj gvidas la radiojn de Suno internen tra la tegmento. La ombroj en tiuj bildoj estas nerealaj. Suno neniam brilas tiel en Finnlando, el zenito.

Ankaŭ ĉi tie ni utiligas la ekvatoran principon. La turo sur tegmento estu akurate klina al nordo. La unua spegulo devas sekvi du movojn de Suno: unue la deklinacion de Suno -23,5° ... +23,5° (super kaj sub la ĉiela ekvatoro) kaj due la lokan horan angulon de Suno, de sunleviĝo en oriento ĝis sunsubiro en okcidento. La urbo Pori ne situas norden de polusa cirklo kaj tial la Suno neniam estas videbla en norda direkto.

La deklinacio de Suno ja varias nur malrapide. La loka hora angulo (LHA) varias 15°/horo, sed ankaŭ tiun eblas sekvi ekonomie, sen granda kvanto da energio.

La unua spegulo ja estas en ŝirmejo, protektita kontraŭ vento, akvo, neĝo kaj frosto. La spegulo estas bone en stabila ekvilibro kaj ne postulas grandan forton por movi.

Do tia fenestro sur la tegmento ne laboras korekte sen motoroj, elektro kaj komputero, sed ĝi lasas rektan Sunan lumon en la interno de ĉambro ĉiam kiam eblas.

La deklinacio de Suno estas facila kalkuli el dato sufiĉe akurate. La komputero bezonas tempon kaj ankaŭ la geografian longitudon de loko por kalkuli la lokan horan angulon de Suno. Tiuj estas simplaj taskoj al astronomie kaj matematike konscia programisto.

Dum nubila vetero kaj nokte eble ne indas sekvi la Sunon. Certe la turo sur la tegmento devas esti bone izolita kontraŭ vento, malvarmo kaj akvo. Eble oni bezonas ankaŭ ŝirmilon kiu blokas la radiojn de Suno se dezirita. Nokte la speguloj ja reflektas lumo el la ĉambro eksteren, do eble oni povus vidi la internon de domo tra tiuj speguloj se la unua spegulo estas en konvena pozicio, sed tiu apenaŭ estas granda problemo.

La lumo de Suno varmigas la duan spegulon kaj tiel ankaŭ la ĉambron, sed la unua spegulo devus esti tre granda por ke ĝi povu hejti la ĉambron. Eble nur 60% de Suna energio trafos la duan spegulon pro perdoj de lumo?

La ideala formo de dua spegulo estas tia ke ĝi reflektu la lumon al taŭgaj direktoj en la ĉambro. Estas neutile reflekti la lumon returnen al la Suno. La lumo ja ĉiam alvenas al la dua spegulo laŭ la polusa akso kaj "la diametro de" lumaj radioj estas proksimume la sama kiel la diametro de unua ebena spegulo. Konvena parto de surfaco de globo eble estus sufiĉa kompromiso por la dua spegulo?

Dum la Suno estas sub horizonto nokte, eblas ja ankaŭ sekvi la Lunon per spegulo kaj uzi la lumon de Luno por lumigi la internon de domo, nome se la Luno estas videbla sur la ĉielo. Ĉi tiu postulas nur ĉirkaŭ ±5° pli da angula regula kapablo al la mekanismo de unua spegulo ĉar la ekliptika latitudo de Luno varias ĉirkaŭ ±5°. Do la deklinacio de Luno estas inter -28,5° kaj +28,5°. Kiam la Luno estas plej suden sur la ĉielo (la plej negativa deklinacio), estas ĝi tamen preskaŭ neuzebla en finnaj geografiaj latitudoj.

Kalkuli la direkton de Luno estas iom pli peniga tasko ol kalkulo de Suno, sed tute realisma. Precizeco devas esti nur en kategorio de grado, do simpla metodo de kalkulo bone sufiĉas.

En pli malaltaj geografiaj latitudoj tia ekvatora sistemo de du speguloj eble estus eĉ pli deca. Klare ja tamen estas ke tia fenestro sur la tegmento ne estas la plej malmultekosta metodo por konstrui domon.

Eblus ja ankaŭ fari la turon sur tegmento vertikala. Tiam estus la movoj de unua spegulo tamen iom pli kompleksaj. Rotacio de unua spegulo sekvante la lokan horan angulon de Suno ne estus tute ebene. La unua spegulo devus movi multe pli en la vertikala direkto ĉar ĝi sekvu la altitudon kaj ne nur la deklinacion de Suno. Kalkuli estas ne malfacile, sed la principo estas malpli prudenta.

La plej granda manko de vertikala turo estas ke ĝi laboras ideale nur tiam kiam la Suno estas en horizonto. Praktike la Suno plejparte ne estos videbla en horizonto. Kiam la Suno estas ekzemple en altitudo 52° - la plej granda somera altitudo de Suno en Pori - estas malfacile konstrui spegulon kiu bone reflektas la lumon internen vertikale. Ni ja ne vivas en poluso de nia kara planedo Tero.

La perdoj de Suna lumo estas plej malgrandaj kiam la radioj de Suno trafas la vitrajn surfacojn kiel eble plej orte kaj perpendikle. La ekvatora principo estas pli bona. Estas multe pli prudente direkti la konstruaĵon al optimuma deklinacio de Suno δ = 0° ol al la ofte sentaŭga altitudo 0°.

La Ambasadoro en Pori
de sendependa nacio
Mueleja Insulo


Menuo
Ĉefa paĝo (finna lingvo)