Il KWOS si è cimentato nella costruzione di uno schermo solare per la protezione di un sensore di temperatura, diverso da quelli convenzionali a piatti o ventilati intubati.STRES SolarChimney 01 fmt

Il principio di funzionamento è basato sull'effetto camino: l'aria calda più leggera, tende a salire e offre lo spazio precedentemente occupato, all'aria più fresca. Osservando la figura qui a fianco, si osserva come il sistema è utilizzato nel settore delle costruzioni per facilitare lo scambio di aria all'interno degli edifici.

STRES solar towerUn altro esempio di utilizzo di questo principio fisico è la costruzione di torri solari che creano energia elettrica dal movimento di turbine poste nel punto in cui l'aria raggiunge il massimo della velocità per risalire verso l'alto.

Durante la costruzione bisogna tenere presente che sarà necessario creare uno schermo a forma di tubo che per metà riscaldi tanto (esattamente l'opposto di quello che fanno i normali schermi solari) e per metà deve rimanere il più possibile fresco. La differenza di temperatura farà creare l'updrift dell'aria in modo da creare un flusso costante durante le ore più calde.

Per evitare l'influenza dell'irraggiamento notturno e della radiazione solare di giorno, si è creato un supporto a  tubi concentrici in cui è stato Stres 01inserito il sensore di temperatura. La parete esterna dei tubi è stata ricoperta da materiale termoriflettente. In questo modo si creerà una camera d'aria via, via più fresca rispetto all'esterno.

Stres 02Per favorire l'effetto venturi, la parte terminale dei tubi concentrici è stata portata ad un solo tubo grazie ad un imbuto. In questo modo l'imbuto stringerà il passaggio e l'aria salirà ancora più velocemente.

La sezione dello schermo interno, costituito dal tubo singolo, verrà ricoperta da materiale che trasferirà il calore dall'esterno verso l'interno.

Stres 03

Si può usare della lana di acciaio arrotolata, tenuta salda da nastro nero, la cui parte esterna verrà ricoperta di pasta termoconduttiva

Il tubo interno, così costruito, verrà inserito all'interno di un tubo più grande che verrà ricoperto da nastro argentato nella parte inferiore, e nastro nero nella parte superiore.

 Le altezze delle sezioni nera ed argento, sarà verificato sperimentalmente a seconda del tipo di sensore e di dimensione dei tubi.

Stres 04 La parte terminale dello schermo potrà essere un piatto rovesciato avendo cura di tenerlo leggermente staccato dal tubo per farvorire la fuoriuscita dell'aria. Anche il piatto andrà colorato di nero.Stres 05Oppure, se si vuole favorire ancora di più la circolazione dell'aria verso l'alto, si può utilizzare una ventola con pannello solare che funzionerà solo quando il Sole sarà presente. Anch'essa dovrà esser colorata di nero.

L'updrift dell'aria si farà importante ed utile allo scopo, se la differenza di temperatura tra le superfici nera e quella argento, sarà superiore ai 5°C. Durante la costruzione dello schermo sarà necessario monitorare con un termometro ad infrarossi o una termocamera, la differenza di temperatura.

Il sensore da schermare dovrà essere posizionato nella parte inferiore, più in basso possibile. 

Alla base del tubo grande andrà posizionata una griglia con alette per evitare l'ingresso di insetti e soprattutto mitigare ed eliminare errori di misura dovuti all'effetto irraggiamento notturno e albedo.

Per risolvere un problema di inerzia termica nel rilevare variazioni più repentine o per far scendere più velocemente la temperatura appena il Sole tramonta e non facilita più l'effetto camino, si sono creati due buchi, coperti da una piccola griglia di areazione con le alette molto strette, solo nel tubo più esterno.

All'interno dello schermo solare è stato posizionato il sensore DP-50 modificato con sonda esterna

Il grafico mostra lo scostamento dell'andamento della temperatura durante le ore diurne rispetto a quella registrata all'interno dello schermo di riferimento del KWOS: Ventilato Apogee TS-110. In più, come confronto, è stata inserita anche la temperatura registrata all'interno di uno schermo solare Meteoshield Pro.
In attesa di temperature e radiazione solare più elevate, si è scelta una giornata con vento all'altezza dei sensori, mai superiore ai 5Km/h.

Stres 06  Solar Tower Radiation Extractor Shield STRES graph

 

In commercio esistono già esempi di questo schermo contro la radiazione solare: