11) Приложение 2: Более простой вариант вертикальных перестроек концентратора:
Основные отличия от варианта перестроек из Главы 2:
— Теперь коллектор имеет только одну позицию, т.е. он не меняет свое положение и витки веревки 25 на колах 26, 27 закрепляются хорошо и надолго (до настройки концентратора или замены колов 26, 27). Сечение кола 26 получает право быть любым
— Теперь мы не используем и второй механизм перестроек – количество витков веревки 19 на южном колу 21. Сечение кола 21 получает право быть любым. Теперь используется только один механизм из трех – количество витков веревки 19 южной трубе 23
— Количество позиций концентратора уменьшается с 6 шт. до 4 шт. Количество смен позиций – 6 шт. за 7 месяцев сезона (а не 9 шт.)
— Диаметр трубки 23 – теперь 19 мм (а не 15 мм). Один виток на трубку 23 тянет веревку 19 на 7,3 см, т.е. в 1,22 раз больше: сдвиг рычага 9 увеличивается от 2,3-2,7 град до 2,8-3,3 град, а интервал вертикальных углов солнца одной позиции увеличивается от 5,0 град до 6,1 град
— Из-за этого увеличивается рекомендуемая высота коллектора на 2-3 см (до 22-28 см)
— Теперь (как и раньше) солнечный зайчик в марте-апреле очень высокий, поскольку фокус зеркал будет располагаться далеко (12,0 см) перед стеклом коллектора. Это используется для попадания зайчика на коллектор в апреле. Кроме этого, сейчас солнечный зайчик имеет большую высоту в ноябре-январе (фокус 7,1 см за стеклом); это используется для попадания зайчика на коллектор в декабре
Итак, следующие 4 позиции теперь (рычаг 16 имеет постоянный вертикальный угол «-16,4 град»):
№ по-зиции |
На трубе 23 |
Вертикальный угол рычага 9 |
Оптимальный угол солнца |
т.е. осенью |
т.е. весной |
1 |
3 витка |
24,3 град |
21,0 град |
23 ноябрь |
17 янв |
2 |
2 витка |
27,1 град |
26,6 град |
30 октябрь |
10 февр |
3 |
1 виток |
30,1 град |
32,6 град |
15 октябрь |
26 февр |
4 |
0 |
33,4 град |
39,2 град |
24 сентябрь |
18 март |
6 шт. периодов работы концентратора с 1 октября до 20 апреля (это отопительный сезон для г.Миргород – 50 град сев. широты):
№ |
Пози-ция |
Период работы в этой позиции |
Угол солнца в этот период |
Угол солнца точного попадания |
Где фокус зеркал? (по стеклу коллектора) |
1 |
3 |
1 октябрь – 21 октябрь |
38,0 > 29,6 |
32,6 |
5,2 см перед стеклом |
2 |
2 |
22 октябрь – 8 ноябрь |
29,6 > 23,8 |
26,6 |
1,0 см за стеклом |
3 |
1 |
9 ноябрь – 31 январь |
23,8 > 18,0 > 23,8 |
21,0 |
7,1 см за стеклом |
4 |
2 |
1 февраль – 16 февраль |
23,8 > 29,6 |
26,6 |
1,0 см за стеклом |
5 |
3 |
17 февраль – 6 март |
29,6 > 35,9 |
32,6 |
5,2 см перед стеклом |
6 |
4 |
7 март – 20 апрель |
35,9 > 51,3 |
39,2 |
12,0 см перед стеклом |
Таким образом, концентратор требует следующие 6 шт. переходов:
№ пере-хода |
Пози-ции |
Операции перехода |
Желательная дата этих операций |
Человеко-время на эти операции |
1 |
3 > 2 |
«+виток на трубу 23» |
22 октябрь |
11 сек |
2 |
2 > 1 |
«+виток на трубу 23» |
9 ноябрь |
11 сек |
3 |
1 > 2 |
«-виток с трубы 23» |
1 февраль |
8 сек |
4 |
2 > 3 |
«-виток с трубы 23 и порядок на севере» |
17 февраль |
16 сек |
5 |
3 > 4 |
«-виток с трубы 23» |
7 март |
8 сек |
6 |
4 > 3 |
«+виток на трубу 23» |
5-25 апреля |
11 сек |
|
|
И Т О Г О (время на все операции) |
|
1 мин 05 сек |
Новая операция «-виток с трубы 23 и порядок на севере»: сначала человек идет по ряду южных труб 23 и снимает виток с них (4 сек). Затем человек идет по ряду северных колов 22, снимает все витки с прута 24, надевает максимум витков на кол 22, ставит «скобу последнего витка» на него и надевает максимум витков на прут 24 (12 сек). Итого – 16 сек на секцию
12) Приложение 3: Сельское хозяйство на поле концентраторов:
Существует большое заблуждение, что концентраторы делают невозможным растениеводство и исключают землю из сельского хозяйства. Это совсем не так. Кроме этого, концентраторы 4-го типа летом не работают и дают новые возможности для выращивания растений или кормления животных. Несколько пунктов на эту тему (летом концентраторы могут стоять с зеркалами, однако экономическая целесообразность предлагает снять зеркала (но оставить листы 6) в апреле и установить их в октябре снова – см. Доклад 10):
1) Концентраторы исключают «метод большого поля» для растениеводства, однако оставляют возможность выращивать растения по полосам. Полосы идут в направлении восток-запад, и земля между двумя соседними рядами концентраторов делится на три полосы (эти полосы могут использоваться для разных растений):
А) «Северная полоса» начинается от линии колов 12 и идет на север до 3 м. Согласно Приложению 2 концентратор имеет вертикальный угол 30,1 град с апреля до октября. Тень от листов 6 для г. Миргорода в полдень мая-июля – 2,9 м на север от колов 12. Однако тень отсутствует утром, она отсутствует вечером, рассеянная солнечная радиация присутствует полностью. Кроме этого, солнечный свет полностью проходит через щель между нижним и верхним листами 6; эта щель имеет высоту около 50 см, и коллектор 4 не закрывает ее летом. Таким образом, «северная полоса» получает около 60 % обычного солнца. Еще одна особенность «северной полосы»: она имеет кол 22 с веревкой 19 (я устанавливал его на 2,5 м от кола 12) и кол 26 с веревкой 25 (мои колы 26 были на 3,2 м от кола 12)
Б) «Центральная полоса» идет в промежутке между колами 22, 26 на юге полосы и колами 21, 27 на севере полосы. Ее ширина для г. Миргорода – 2-3 м. «Центральная полоса» получает 100 % солнца и является свободной для проезда техники
В) «Южная полоса» отличается от «центральной» наличием веревок 19, 25 и колов 21, 27 (я устанавливал их на 3,2 м от колов 12)
Ширина этих полос была указана для г. Миргород (и других мест с сев. широтой 50 град). Интервал между рядами уменьшается при уменьшении «сев. широты». Следствие этого – уменьшение «центральной полосы» и небольшое уменьшение «северной» полосы. Однако увеличение «сев. широты» увеличивает ширину «центральной полосы» очень заметно
2) «Южная» и «северная» полосы требуют специальной техники для обработки прямоугольников между соседними веревками 19, 25: плуг, культиватор, коса, различные комбайны, др. Колеса могут ехать по «центральной полосе». Некоторая техника (сеялка, внесение твердых и жидких удобрений, гербицидов, др.) может быть обычной, но оборудование должно быть на высоте больше 2 м (чтобы не зацепить веревки 19, 25 или концентраторы). Хотя не исключено, что северная и южная полосы будут целесообразными только для овощей и ягод, которые не требуют техники
3) «Центральная полоса» требует специальной техники для обработки узких полос земли шириной до 5 метров (культиваторы, комбайны, др.). Однако севернее 55 град сев. широты «центральная полоса» имеет ширину 5 метров и больше. Кроме этого, на любой «сев. широте» расстояние между рядами концентраторов может быть увеличено до больше10 метров, чтобы дать «центральной полосе» ширину 5-10 метров для обычной техники
4) «Северная полоса» может быть использована для растений, которые не любят солнце или имеют нейтральную реакцию на него. В центральной Европе это огурцы, капуста, картофель, свекла и т.п. Плюс малина, лесная земляника, черника и т. п. Круг возможных растений «северной полосы» для юга Европы является более широким; это, в том числе, обычные растения центральной Европы, которые получают право жить в жарком солнечном климате под защитой тени
Растения «северной полосы» будут получать мягкую радиацию утреннего и вечернего солнца (и рассеянную радиацию) и не будут получать жесткую радиацию дневного солнца. Причем эта тень может оказаться более безвредной чем деревья и кусты, которые привлекают разных вредителей, например, майского жука (я не видел его на своих концентраторах, в отличие от соседних деревъев)
Солнечный свет через щель между листами 6 может оказаться вредным для этого случая. Эта радиация освещает на земле полосу шириной 50-70 см. Эта полоса стоит почти на одном месте 4-6 часов около полудня. Между полуднем и вечером эта полоса двигается на север (между утром и полуднем – на юг). Щель между листами 6 может быть закрыта, например непрозрачной длинной пленкой высотой 50-80 см; она крепится скобами степлера на северной стороне нижней планки 8 нижнего листа 6. Закрыть щель одной секции – это 0,18 EUR (0,1 EUR стоимость пленки типа «агроволокно» или тонкого полиэтилена + 15 секунд на ее установку + 5 секунд на ее уборку). Это на 6 кв. метров северной полосы одной секции. Это 300 EUR за гектар северной полосы. Это если пленка будет жить только 1-2 месяца
5) Тень может быть удалена с «северной полосы». Эта цель требует перевести концентратор с северного угла 30,1 град на южный угол 30 град (чтобы его листы 6 оказались параллельными лучам солнца с вертикальным углом 60 град над горизонтом). Это действие требует затрат времени 71 секунда на одну секцию: сначала человек идет по северной стороне ряда и снимает все витки с прутов 24 и по 4-5 витков с колов 22 (10 сек). Затем он 4 раза проходит по южной стороне ряда, надевая по одному витку на колы 21 (4 х 8 сек). После 4-го витка концентраторы оказываются перекинутыми на южную сторону и натягивают северные части веревок 19. Затем человек выравнивает ряд концентраторов, т.е. он идет по северной стороне и снимает виток веревки 19 с некоторых колов 22 (6 сек). Затем человек снимает по одному витку с колов 22 (и ставит «скобу последнего витка» на них), и концентраторы оказываются в нужном положении южного угла 30 градусов (9 сек). Затем человек идет по южной стороне, надевает максимум витков на кол 21, затем «скоба последнего витка» на него и максимум витков на трубу 23 (14 сек)
Этот метод требует изменений конструкции концентратора: длина веревки 19 увеличивается до 12 м, а низ рычага 16 получает другую конструкции, чтобы не упираться в низ листа 6
Если зеркала не были удалены из концентратора, то их зайчик сожжет все растения до 0,5-1 м на юг от колов 12. Это можно было бы устранить, если увеличить южный угол концентраторов на 10-20 градусов. Однако листы 6 уже уперлись в крепления коллектора 4
Итак, мы тратим 71 секунду на одну секцию. Это 0,30 EUR за 6 кв. метров «северной полосы». Это 500 EUR за гектар северной полосы. Плюс аналогичные потери, чтобы в октябре вернуть концентраторы с южного угла 30 град на северный угол 30,1 град. Я думаю, что цена 1000 EUR за гектар делает эту операцию нерентабельной
6) Однако, эта операция может оказаться рентабельной, если «северная полоса» выращивает культуру, которая требует тени в конце сезона. Например, клубника требует тени после сбора урожая в июне. Иначе солнце уничтожает ее, плюс большие расходы на полив для противостояния этому, плюс интенсивные сорняки и жучки из-за обилия солнца и воды. Таким образом, мы выращиваем клубнику в северной полосе, в апреле мы убираем тень с нее (500 EUR расходов), в июне убираем урожай и в начале июля возвращаем концентраторы на северный угол 30,1 град (еще 500 EUR расходов). Другой пример – огурцы: май-июнь они без тени, а в начале июля мы даем им тень и собираем урожай
7) Аномальная жара (40 град воздуха для Миргорода) приходит раз в 3-5 год. Она уничтожает плоды, когда нагревает их до 60-70 градусов (это делается прямым попаданием солнечной радиации на плод и нагревом темной земли солнцем). Я видел это на своих арбузах и картофеле. Поэтому существует следующая идея. Мы выращиваем культуру в «северной полосе» и в апреле убираем тень с нее. Если аномальная жара не приходит, то в октябре мы возвращаем концентраторы на северные 30,1 град. Если приходит аномальная жара (или появляется ее прогноз), то мы быстро переводим концентраторы на северные 30,1 град. Причем мы имеем возможность опять убрать тень до конца сезона. Таким образом, спасение одного урожая за 5 лет имеет цену 5 тысяч EUR за гектар. Еще один случай «аварийной тени» — это засуха в случае, если использование воды против засухи может быть ограничено из-за уничтожения плодов водой (например, виноград), появления болезней (например, фитофтора на помидорах) или вредителей. Другие возможные случаи для «аварийной тени» — появление некоторых болезней, вредителей, сорняков
8) Это п.7, только наоборот. Предположим, что мы выращиваем огурцы в «северной зоне» под тенью концентраторов. Если лето оказалось обычным, то ничего не происходит: концентраторы все лето стоят на северном углу 30,1 град. Однако если июль оказался аномально холодным или несолнечным (или огурцы заразились мучнистой росой), то мы быстро удаляем тень над огурцами и вернем концентраторы назад в августе. Цена спасения урожая – 1000 EUR за гектар. Этот метод может быть использован на любой культуре «северной полосы»
9) Тень над «северной полосой» может иметь несколько циклов удаления-возвращения. Цена каждого цикла – около 1000 EUR на гектар. Это может использоваться для компенсации аномалий погоды и длительных солнечных периодов, для управления уровнем сахара и щелочи в плодах, борьбы с болезнями и вредителями. Случаи экономической целесообразности могут быть найдены. Например, некоторые сорта вина требуют определенного уровня сахара в винограде (ни больше ни меньше)
10) Если концентратор остался с зеркалами летом, то он создает солнечный зайчик, который падает на растения трех полос. Концентратор на северном угле 30,1 град дает небольшой зайчик на южной полосе и очень слабую радиацию на центральную полосу. Однако вертикальная перестройка концентратора на углы 10-25 град усиливает зайчик и перемещает его по трем полосам. Существует идея использовать этот зайчик для увеличения потока солнечной радиации на растения. Существуют гипотезы, что это увеличивает урожай, улучшает качество плодов (в том числе увеличивает уровень сахара и щелочи), делает урожай более ранним, уничтожает болезни и вредителей, компенсирует аномально холодное лето и несолнечные периоды и др. Сейчас я делаю такие эксперименты на своей даче; сейчас с клубникой и помидорами, потом – дыни, арбузы, паприка, виноград. Результаты этих экспериментов я опишу в будущих докладах
Ввести зайчик в действие – это изменить угол рычага 9 с 30,1 град до 10-25 град. Это – несколько витков на трубку 23 (и может быть один виток на кол 21). Затраты времени – 10-25 секунд на секцию концентраторов. Это 0,04- 0,10 EUR на 4-8 кв. метров земли под зайчиком. Это около 100 EUR за гектар. Каждый перевод зайчика на другое расстояние от концентраторов – по 50 EUR за гектар. Плюс еще 100 EUR / гектар – возвращение концентраторов на угол 30,1 град. Итого, около 300 EUR в год за гектар . Если зайчики используются для 2-4 растений за сезон (например, май-июнь – клубника, плюс перевод зайчика на июльские помидоры, затем перевод на арбузы в августе, затем – на виноград в сентябре), то эти расходы делятся на 2-4 гектара
11) Концентраторы являются хорошим штативом для полива путем разбрызгивания воды. Разбрызгиватели закрепляются на рычаге 9 или верхней планке 8 верхнего листа 6. Они оказываются на высоте 2 м над серединой «северной полосы». Мой опыт работы на огороде подтверждает, что это очень важное свойство. Такие разбрызгиватели могут работать с очень небольшим потоком воды и требуют давления порядка 1 м водного столба (обычные системы полива требуют давление в 5-20 раз больше и большой поток воды). Это есть экономия на стоимости разбрызгивателей (по Миргородскому базару – в 2 раза дешевле), потреблении электроэнергии, мощности насосов и сечении труб. Шланги подвода воды могут быть закреплены на планках 8 вдоль ряда концентраторов
Кроме этого, летом работа отсутствует на двух широких трубах (и их насосах), которые дают (и забирают) воду до коллекторов 4. Эти трубы могут быть использованы для подачи воды полива в шланги рядов: кран перекрывает подачу воды в коллекторы 4, а гибкий шланг соединяет эти трубы с шлангом рядов
12) Поле с концентраторами – это лучше, чем луг. Трава (природная или многолетние кормовые травы) растет одинаково в обоих местах, однако поле концентраторов имеет три преимущества. Во-первых, оно имеет много удобной тени от концентраторов, где коровы, телята, овцы, ягнята, козы могут отдыхать. Во-вторых, луг требует расходов на ограду, а поле концентраторов уже имеет охранное ограждение. В-третьих, животные могут укрыться под концентраторами от дождя и южного ветра. Недостаток: круг животных ограничен теми, которые не будут ломать планки 8 и листы 6, и не будут рвать веревки 19, 25