Le piante come collettore di energia solare

Le piante , con le loro foglie estese , sono dei pannelli solari naturali che trasformano l'energia solare in energia chimica immagazzinata.
Sarebbe desiderabile riuscire ad utilizzare questa energia trovando soluzioni e tecniche idonee a recuperare questa energia chimica immagazzinata ritrasformandola in energia elettrica.

Un punto di partenza per iniziare a sperimentare potrebbe essere predisporre elettrodi nel terreno nel quale affondano le piante ed investigare su possibili rapporti del potenziale elettrico con l'energia solare irraggiata sul vegetale.
Ricordo pero' che dal terreno il vegetale trae acqua a sali minerali come ulteriore fonte di alimentazione e che quindi potrebbe essere d'obbligo spillare l'energia immagazzinata da altri punti.

Maury

Edited by maurjzjo - 16/4/2005, 21:20

[claudiomenegatti]

In effetti, Braccio di Ferro era un precursore di tecnologie solari particolarmente sofisticate ...
http://news2000.libero.it/internetlife/ils18.html

Ciao.

Ciao carissimo Claudiomenegatti ,

hai detto una cosa di una verita' disarmante.
Dietro alle tue parole sta la realta' dei fatti per la quale gli organismi viventi terrestri , non potendo sopravvivere rifornendosi direttamente dell'energia elettromagnetica del sole , utilizzano mezzi indiretti cibandosi degli essere viventi vegetali che sono in grado di trasformare l'energia solare in energia chimica immagazzinata nei propri tessuti e substrati.

Non e' detto che con mezzo ettaro di vegetali non potremmo ottenere 1 KWh di energia elettrica.

Maury

[claudiomenegatti]

Ciao Mauri,
ci sono molte cose che non conosciamo, altre che non sfruttiamo perchè quando sono state scoperte sono state soppiantate dall'economico petrolio, ma questo era valido fino a qualche anno fa.
Ora gli equilibri stanno cambiando rapidamente e molte "piccole" energie stanno diventando interessanti.
Per esempio, lo sapevi che il sole emette una portante a radiofrequenza fissa a 400 mhz? Che sarebbe poi la frequenza di emissione dell'elio. Non ho mai fatto misure per capire se potesse essere interessante sfruttarla, ma è probabile che in un futuro più o meno lontano, questa piccola energia vada a finire nel calderone insieme a tutte le altre piccole.
Per esempio, hai mai pensato di mettere un generatore eolico vicino ad una strada molto trafficata? Un Savonius andrebbe benissimo. Anche i rumori si posssono trasformare in energia elettrica.
A volte basta essere buoni osservatori, per scovare fenomeni interessanti.

Ciao.

[ag_smith]

a proposto di elettrodi conficcati nel terreno...


tempo fa un certo bernaccone ha parlato di "pila geografica" dicendoc he avendo piantato un palo di rame in un pun to e a 500mt piantandone un altro di zinco aveva ottenuto 45v di differenza di potenziale con cui riusciva alimentare un inverter che a sua volta alimentava una lampadina da 25w gli ho fatto parechcie domande ma dopo il primo post non ha piu' risposto che quello che ha deto fosse vero??


io ho provato con un palo d'aluminio e uno di ferro a 30m ma niente non si accendeva nemmeno un led a bassa potenza di quelli rossi...

x claudiomenegatti

CITAZIONE

Per esempio, lo sapevi che il sole emette una portante a radiofrequenza fissa a 400 mhz? Che sarebbe poi la frequenza di emissione dell'elio.

Si ma credo che quel segnale debba essere debole altrimenti disturberebbe le comunicazioni su quella frequenza appartenenti ad un band plan con assegnazioni ad enti ed utenti specifici che non si sono mai lamentati per questo tipo di influenza.

Tutte le energie di cui parli , anche le piu' dimenticate , derivano tutte ,con piu' o meno efficienza , dall'energia solare che alimenta il nostro sistema planetario.

x ag_smith

CITAZIONE

a proposto di elettrodi conficcati nel terreno...
tempo fa un certo bernaccone ha parlato di "pila geografica" dicendoc he avendo piantato un palo di rame in un pun to e a 500mt piantandone un altro di zinco aveva ottenuto 45v di differenza di potenziale con cui riusciva alimentare un inverter che a sua volta alimentava una lampadina da 25w gli ho fatto parechcie domande ma dopo il primo post non ha piu' risposto che quello che ha deto fosse vero??

Non credo si trattasse dell'energia catturata da "pannelli vegetali" ma della naturale generazione di energia dovutamente agli elementi che costituiscono il terreno.

CITAZIONE

io ho provato con un palo d'aluminio e uno di ferro a 30m ma niente non si accendeva nemmeno un led a bassa potenza di quelli rossi...

Penso che il terreno in cui lo fai dovrebbe essere altamente omogeneo altrimenti , se ci sono ad esempio pareti sotterrate di cemento , aumenti l'isolamento nel terreno.

Ritornando al sistema vegetale utilizzato come pannello solare , facciamo un po' di ragionamenti :

1) la luce solare incide sulla foglia della pianta ;
2) l'energia elettromagnetica mette in moto determinate reazioni chimiche a causa della fotosensibilita' dei costituenti ;
3) le suddette reazioni chimiche costruiscono nuovi legami energetici tra detti costituenti ricavati dal terreno (acqua , sali minerali) e dall'atmosfera (anidride carbonica) . Tali nuovi legami , serbatoio di energia captata ,rimangono fissati nella struttura della pianta consentendole di crescere secondo il proprio codice genetico.

Il recupero, quindi , dell'energia immagazzinata potrebbe risiedere nel trovare una tecnica per demolire i suddetti legami ma nel fare questo la pianta potrebbe tornare e riemettere l'anidride carbonica assorbita e a riassorbire l'ossigeno emesso ,che succede quando solitamente facciamo combustione ma noi vogliamo realizzare un metodo meno distruttivo.



Maury

Edited by maurjzjo - 17/4/2005, 06:24

[mariomaggi]

Qui ci sono alcune info interessanti su alcuni aspetti citati in questo post.
Ciao
Mario

[claudiomenegatti]

CITAZIONE (ag_smith @ 16/4/2005, 21:33)

a proposto di elettrodi conficcati nel terreno...


tempo fa un certo bernaccone ha parlato di "pila geografica" dicendoc he avendo piantato un palo di rame in un pun to e a 500mt piantandone un altro di zinco aveva ottenuto 45v di differenza di potenziale con cui riusciva alimentare un inverter che a sua volta alimentava una lampadina da 25w gli ho fatto parechcie domande ma dopo il primo post non ha piu' risposto che quello che ha deto fosse vero??


io ho provato con un palo d'aluminio e uno di ferro a 30m ma niente non si accendeva nemmeno un led a bassa potenza di quelli rossi...

Ho un presentimento, relativamente a questa "pila geografica", mi sa tanto di dispersione di correnti vaganti catturate per caso da due paletti.
Hai mai visto i tubi di ferro interrati, che sembrano forati da un trapano? E' l'effetto delle correnti vaganti, quelle correnti che vengono disperse tramite i paletti di terra obbligatori negli impianti elettrici.
Se questo tipo era vicino ad un impianto industriale dove si consuma parecchia energia elettrica, è molto probabile che stesse attingendo energia proprio da questo fenomeno.

Per Mauri
quella frequenza non viene utilizzata per le comunicazioni, è una sorta di beacon che ha una frequenza nota, come un radiofaro.
Credo sia a 408 mhz.

Ciao,
Claudio.

CITAZIONE

Per Mauri
quella frequenza non viene utilizzata per le comunicazioni,  è una sorta di beacon che ha una frequenza nota, come un radiofaro.
Credo sia a 408 mhz.

Interessante. Si potrebbe quindi realizzare un'antenna sui 408 MHz con una superficie captante la piu' ampia possibile per attingere l'energia dell'elio solare.


Ritornando al pannello solare vegetale , si potrebbe anche studiare l'ordine di grandezza dell'energia usufruibile da una pianta applicando due elettrodi su una porzione delle facce opposte di una foglia opportunamente trattata oppure introdurre gli elettrodi lungo il corpo del gambo e poi cercare di scoprire se esiste un rapporto tra energia solare catturata e differenza potenziale rilevata.


Maury

[claudiomenegatti]

CITAZIONE (maurjzjo @ 17/4/2005, 16:57)

CITAZIONE

Per Mauri
quella frequenza non viene utilizzata per le comunicazioni,  è una sorta di beacon che ha una frequenza nota, come un radiofaro.
Credo sia a 408 mhz.

Interessante. Si potrebbe quindi realizzare un'antenna sui 408 MHz con una superficie captante la piu' ampia possibile per attingere l'energia dell'elio solare.


Ritornando al pannello solare vegetale , si potrebbe anche studiare l'ordine di grandezza dell'energia usufruibile da una pianta applicando due elettrodi su una porzione delle facce opposte di una foglia opportunamente trattata oppure introdurre gli elettrodi lungo il corpo del gambo e poi cercare di scoprire se esiste un rapporto tra energia solare catturata e differenza potenziale rilevata.


Maury

Ho l'impressione che le cose non siano così semplici, la pianta è un organismo che ha i suoi equilibri ed ammesso e non concesso che sia sufficente infilargli 2 elettrodi e cavarci qualcosa, sicuramente la pianta ne risentirebbe.
Prova ad immaginare cosa succederebbe se venissero indotte correnti elettriche attraverso i rami o le foglie, sicuramente fenomeni di elettrolisi ed altre modificazioni che porterebbero la pianta a sofferenze ed a successive contromisure che la stessa metterebbe in atto per ostacolare questo fenomeno, sempre ammesso che non perisca prima.
Per quanto riguarda lo sfruttamento della portante del sole, si potrebbe tentare con un'antenna parabolica, o ad elica, e comunque con un'antenna ad elevato guadagno, ma se non l'ha ancora fatto nessuno, dubito che ci sia da cavarne una quantità di energia degna di nota, nel senso che è forse più la spesa che l'impresa.
Se invece si fa il tutto per soddisfazione personale, ovvero quella che dà il senso della vita, allora tutto è valido e fattibile.

tornando all'idea della maxi array di antenne (perchè solo con più antenne accoppiate si potrebbe ottenere energia apprezzabile) non converrebbe "tagliarle" a 1420Mhz, cioè alla frequenza di emissione dell'Idrogeno? Così vista la frequenza le antenne (io vedo già svettare un sistema di yagi o LLY meglio hanno un po' più di guadagno a parità di lunghezza) a parità di spazio ci sarebbero più antenne. L'idrogeno nel sole è in quantità più elevata (se non sbaglio) ma bisogna anche vedere la potenza di emissione...per ora è meglio se sogno un array di yagi in 144Mhz per fare EME in CW...mooolto meglio)

ciao

Ciao CarloUD ,

cio' che dici e' gia' stato sperimentato , ad esempio da questo appassionato che si e' realizzato una parabola con illuminatore operante sulla frequenza dell'idrogeno solare : http://www.signalone.com/radioastronomy/telescope/
Questo non per "succhiare" energia dall'idrogeno solare ma per studiarne la dinamica remota e per ricavarne lo spettro di emissione come questo :

http://www.signalone.com/radioastronomy/te.../files/1420.jpg

dal quale si puo' notare una potenza di picco di circa -92 dbm , ossia un'inezia.


x claudiomenegatti

CITAZIONE

Ho l'impressione che le cose non siano così semplici, la pianta è un organismo che ha i suoi equilibri ed ammesso e non concesso che sia sufficente infilargli 2 elettrodi e cavarci qualcosa, sicuramente la pianta ne risentirebbe.

Sottrarresti l'energia a lei necessaria per crescere , probabilmente nel fare questo le dimensioni della pianta rimarrebbero mediamente immutate.

CITAZIONE

Prova ad immaginare cosa succederebbe se venissero indotte correnti elettriche attraverso i rami o le foglie, sicuramente fenomeni di elettrolisi ed altre modificazioni che porterebbero la pianta a sofferenze

La pianta e' gia' sede di correnti naturali indotte per altre cause , noi ci aggiungeremmo a queste cause aumentando l'intensita' di tali correnti.

Maury

Edited by maurjzjo - 17/4/2005, 18:21

Ho commesso un errore : quella e' l'emissione dell'idrogeno proveniente dallo spazio e non dal sole.

In fondo a questo documento http://www.radioastrolab.it/doc_pdf/RA_Dilett.pdf si riporta che il sole e' radiosorgente alla frequenze di :

- 100 Mhz producendo una densita' di flusso pari a circa 20.000 * 10^ -26 Watt al metro quadro per ogni Hertz
- 200 Mhz producendo una densita' di flusso pari a circa 70.000 * 10^ -26 Watt al metro quadro per ogni Hertz
- 408 Mhz compresa tra 70.000 e 250.000
- 600 Mhz producendo una densita' di flusso pari a circa 250.000 * 10^ -26 Watt al metro quadro per ogni Hertz
- 1400 Mhz producendo una densita' di flusso pari a circa 400.000 * 10^ -26 Watt al metro quadro per ogni Hertz
- 10 Ghz producendo una densita' di flusso pari a circa 2.500.000 * 10^ -26 Watt al metro quadro per ogni Hertz


A 1400 Mhz avendo 250.000 * 10^ -26 W/mq Hz avremo :

250.000 * 10^-26 * 1,4 * 10^6 = 3,5 * 10 ^5 * 10^-20 = 3,5 * 10^-15 W/mq

ossia 0,0035 picowatt al metro quadro !! (3,5 femtowatt/mq)
Un'energia utile per il plotting di mappe di radiogalassie o del sole ma non per alimentare degli utilizzatori elettrici.


Maury

Edited by maurjzjo - 17/4/2005, 18:51

Infatti...ci stavo pensando...un po' di tempo fa per caso mi occupai di radioastronomia (collegata alla mia passione radioamatoriale) e ora riflettendo...un radiotelescopio enorme, come quello di Arecibo, sintonizzato sui 1420Mhz (infatti si pensa che se una civiltà intelligente extraterrestre voglia comunicare lo faccia proprio su una frequenza conosciuta da un'altra civiltà altrettanto sviluppata, e l'Idrogeno è l'elemento più diffuso nell'universo) e puntato sul sole riceve comunque un'energia bassissima, se non fosse così gli stadi preamplificatori all'ingresso (che se l'energia fosse elevata non servirebbero) andrebbero all'istante nel paradiso dei semiconduttori.... )

Ritornando alle piante come pannello solare naturale , il disegno qui sotto :



ci ricorda che l'energia solare viene immagazzinata sotto forma , ad esempio , di glucosio a partire , principalmente da anidride carbonica , acqua ed altri elementi.

Gli esseri viventi animali successivamente ricavano l'energia solare immagazzinata sotto forma di glucosio mangiando la pianta e metabolizzandola.
Se noi riuscissimo a replicare il meccanismo grazie al quale la cellula animale riottiene l'energia elettromagnetica del sole a partire dal glucosio non sia mai che si potrebbe utilizzare davvero una pianta come pannello solare naturale.

I meccanismi per riottenere l'energia solare sono fondamenti conosciuti della chimica biologica e si chiamano :

- respirazione cellulare anareobica (poco efficiente)
- respirazione cellulare aerobica

ciascuna delle quali libera molecole ATP che sono come vagoni che portano l'energia.
La respirazione anareobica libera fino a 6 molecole di ATP mentre quella aerobica ne libera ben 30.

Dall'ATP viene prelevata un'energia di 7.3 Kcal/mole spezzando parte della molecola.
Similmente anche il NADH si comporta allo stesso modo ma trasporta piu' energia , fino a 52,6 Kcal/mole

Pertanto se noi riuscissimo ad accoppiare alla pianta cellule viventi animali che riottengono l'energia catturata dalla pianta , tali cellule ci restituirebbero tale energia per un suo utilizzo.

Domanda : che tipo di cellule animali accoppiereste alla pianta ? Forse la velocita' di generazione dell'energia , ossia la potenza generata sarebbe di entita' ridicola ?


Maury

[mariomaggi]

Caro Maury,

CITAZIONE

Se noi riuscissimo a replicare il meccanismo grazie al quale la cellula animale riottiene l'energia elettromagnetica del sole a partire dal glucosio

Forse volevi dire "dall'anidride carbonica.

Indagherei nel mondo delle termiti & simili, forse di potenza ce ne sarebbe!

Ciao
Mario

Ciao Mario ,

l'anidride carbonica dovrebbe essere solo un partecipante alle reazioni di costruzione/demolizione del fissante d'energia solare.
intendevo proprio dal glucosio infatti la pianta compie questo processo :

Energia solare + acqua + anidride carbonica -------> GLUCOSIO(come fissatore dell'energia solare) + Ossigeno

mentre le cellule animali seguono , mooooolto sommariamente , il processo inverso ossia :

GLUCOSIO(riserva di energia solare preimmagazzinata) + ossigeno ----> (percentuale di energia solare) + anidride carbonica + acqua

chiamata respirazione. Siccome gli organismi animali combinano il glucosio con l'ossigeno , in sostanza lo "bruciano" ma non come lo si fa convenzionalmente su un fornello ma utilizzando catalizzatori organici che evitano la classica combustione alla classica fiamma troppo repentina.

Chiaramente gli organismi animali non si cibano di solo glucosio ma di composti piu' complessi a partire dal glucosio , come fruttosio , saccarosio , lattosio , ecc e di proteine.

Maury

Edited by maurjzjo - 21/4/2005, 13:38

Ecco un esempio di cella solare realizzata sfruttando il principio da me proposto



Vengono utilizzate proteine fotosintetiche (derivate dalla clorofilla dei cloroplasti degli spinaci) che illuminate emettono elettroni come la clorofilla ; tali elettroni vengono poi raccolti dall'elettrodo di argento attraverso un semiconduttore organico forse perche' le proteine fotosintetiche emettono ma anche assorbono elettroni.

Maury

Edited by maurjzjo - 22/4/2005, 03:57