Solmaskin

Solmaskin är en arbetsmaskin, i vilken drivkraften tas från solstrålarna. Redan antikens män, som Euklides (född 325 f.Kr), Arkimedes (född 287 f.Kr) och Heron från Alexandria (född 10 e.Kr), nämnde möjligheten att bruka solvärme som drivkraft. Någon verklig arbetsmaskin, grundad på solvärme, konstruerade de aldrig.

Historia

Den förste, som synes ha sökt en verklig lösning av detta problem, är fransmannen A. Mouchot (f. 1825). Hans maskin består av en trattformad spegel (se fig. 1), vars vinkel i spetsen är 90°. Ställs denna tratt så, att dess axel pekar mot solen, så faller de från dess sidor återkastade solstrålarna tillbaka mot trattens axel, längs vilken en cylinderformad (i fig. genom streckning betecknad) ångpanna är förlagd. Ångpannan är svärtad och omgiven av ett skyddande glashölje, som i hög grad förhindrar värmeförlust genom luftströmmar och värmestrålning från pannan, utan att i synnerlig grad ta bort de infallande solstrålarnas värme. Den speglande tratten utgörs av en kraftig järnstomme, vilken bär upp kopparplåtar, som är starkt försilvrade på den speglande insidan. Genom en enkel anordning med motvikt (svart i fig.) kan tratten vridas så att dess öppning hålls inriktad mot solstrålarna. Från pannan leds ångan till en liten ångmaskin. Med denna solmaskin gjordes försök i Algeriet 1860. Trattens diameter var 2,2 m. Arbetsförmågan befanns utgöra en niondels hästkraft, motsvarande 3 % av det infallande solvärmet. Effekten ansågs vara alltför liten, vilket i huvudsak berodde på den ringa verkningsgraden hos dåtidens ångmaskiner, och maskinen var dyrbar och fördärvades snart, varför försöken gavs upp.

Flera nya konstruktioner testades, varibland den mest kända väl är John Ericssons. Hans viktigaste förbättring bestod i, att Mouchots tratt ersattes av smala, på baksidan försilvrade och sedermera med fernissa överdragna långa glasribbor, upplagda på en ställning (svart tecknad i fig. 2) böjd som en parabolisk cylinder, längs vars brännlinje en ångpanna (tvärstreckad i fig. 2) var inlagd. Försök, vid vilka spegelns öppning riktades mot solen, gjordes i New York och beskrevs 1888 i engelska tidskriften "Nature". En effekt av 10,5 % av det infallande solvärmet uppgavs ha erhållits. Troligen är denna siffra betydligt för hög.

Försök i stor skala med en förbättrad Ericssonsmaskin har utförts av amerikanen Shuman vid Meadi nära Kairo. Speglarna i hans maskin ligger horisontellt och vrids automatiskt, så att deras öppningar är vända mot solen, kring axlar löpande i nord-sydlinjen. Speglarna var 5 stycken, vardera med en öppning 4 meter bred och 60 meter lång. Pannan i varje spegels axel var av gjutjärn, 62,5 meter lång, 37,5 cm hög och 9 cm bred samt upplagd på rullar för att kunna utvidga sig fritt vid uppvärmningen. Den var ovantill täckt av fönsterglas. Ångan leddes från pannorna till en lågtrycksmaskin på 100 hästkrafter (74 kW). Försöken kontrollerades under 3 veckor av ingenjör Ackermann, som fann, att man genom några enkla förbättringar borde uppnå en effekt på 38.6 W/m² spegelöppning (med de något ofullkomliga anordningarna erhölls endast två tredjedelar av denna effekt, med en ångturbinsmaskin borde man kunna nå betydligt gynnsammare resultat).

Arbetsförmågan, 1,5 hk/m², var endast omkring hälften av den, som uppgavs av J. Ericsson, men var otvivelaktigt riktigare beräknad än av honom. Enligt de kostnadsberäkningar, som lämnades av Shuman, bör maskinen med den angivna verkningsgraden ha lämnat en kilowattimme på arbetsplatsen för 5,5 öre. Förvandlad till elektrisk energi och transporterad från Meadi till Kairo, bör arbetsförmågan ha betingat en kostnad av omkring 13 öre/kWh. Maskinen var av ungefär samma pris och effekt som en dåtida vindmotor av samma styrka. Framför denna hade den betydande fördelar i länder, där solen nästan ständigt skiner, såsom i Egypten. Däremot var den underlägsen ångmaskinen, då den inte kunde arbeta i mulet väder eller på natten.

Källor

Den här artikeln är helt eller delvis baserad på material från Nordisk familjebok, Solmaskin, 1904–1926.

Externa länkar

Ny teknik: Första Stirlingkraftverket invigt (2010-02-04)