Thermosiphon
Na úvod trocha teórie. *[Thermosiphon](http://en.wikipedia.org/wiki/Thermosiphon)* je fyzikálny jav, ktorý je založený na pasívnej výmene tepla na molekulárnej úrovni, následkom čoho je samovolná cirkulácia kvapaliny bez potreby čerpadla. Hustota kvapaliny je závislá od teploty, takže táto cirkulácia je podnietená nižšou hustotou teplejšej vody, ktorá následne stúpa hore. Ten istý princíp funguje aj so vzduchom, čo všetci dobre poznajú. Takýto systém cirkulácie sa využíva napríklad aj v domácnostiach, kde kotol zohreje vodu, ktorá potom prúdi trubkami do radiátorov, ktoré odovzdajú časť tepla do okolia, takto ochladená voda sa vracia späť do kotla, kde sa znova ohreje a cyklus pokračuje ďalej. V krajinách na juhu európy sa hojne využívajú solárne systémy, ohrievajúce vodu, ktorá potom takto samovolne cirkuluje.
**Takto prebieha *thermosiphon***
OptiFres
V rámci projektu - experimentu [OptiFres](/bakalarsky-projekt-alternativny-zdroj-energie/) je tento fyzikálny jav dosť zaujímavý, preto som sa rozhodol skúsiť vytvoriť takýto uzatvorený systém s vlastnou cirkuláciou vody, ktorej ohrev by bol zabezpečený Fresnelovou šošovkou. Tak poďme nato.
Najpr treba ďalšia medená špirálka (o nutnosti špirálky v tomto prípade nie som až tak presvedčený, ale nie je to ani najhoršia varianta)
Túto špirálku som umiestnil do ohniska lúčov, aby sa zohrievala voda v nej. Pomocou hadičiek a nádoby naplnenej vodou som potom vytvoril uzatvorenú sústavu. To hore je odvzdušňovák. Použil som len pokusný rám na šošovku. Teraz už len počkať na slnko.
Aby som mal aj nejaké rukolapné výsledky, pripojil som k nádobe ešte teplomer, ktorého senzor bol cca v 2/3 výšky nádoby. Ten som aj zatienil, aby som eliminoval vplyv slnka.
Slnko v ten deň už nebolo použiteľné, takže som počkal. V doobedňajších hodinách nasledujúceho dňa som nádobu vybral a sústavu umiestnil na slnko. Voda v nádobe mala 14,7 °C. Predpokladám, že taká teplota bola v celom objeme, keďže nádoba bola na tmavom mieste a v pokoji celú noc. Začalo sa teda meranie. Teplotu som zaznamenával každých 5 minút. Nepriazňou aprílového počasia, som musel meranie po hodine ukončiť. Ako vidno na grafe, približne 11:10 sa zatiahlo.
Napriek pomerne krátkemu meraniu je vidno, že systém fungoval. Teplota vody stúpala(aj keď nie v celom objeme ale v hladine, ktorej bol senzor). Je evidentné, že to nebolo teplo z okolia, keďže teplota po zatienení slnka prestala stúpať. Čo sa týka cirkulácie, tak tá bola badateľná aj na dotyk. Rúrka, ktorou stúpala voda hore bola citeľne teplá, narozdiel od druhej rúrky, ktorá bola priam studená.
Práve teraz je 13:15 a slnko už nejakú dobu striedavo svieti, no systém neustálne pracoval. Otvoril som nádobu a premiešal vodu. Po premiešaní teplomer ukazuje teplotu 23,3 °C. Na základe rozdielu teplôt na začiatku a teraz je možné vypočítať energiu, ktorú voda prijala tým, že sa ohriala.
Hmotnosť vody s je 7,1 kg.
H = 7,1kg . 4,19 kJ.kg-1.K-1.(23,3°C - 14,7°C) = 255,8 kJ
Dovolím si tvrdiť, že väčšina z tejto energie bola prijatá práve vďaka systému OptiFres. Pre porovnanie, priemerná [9V batéria](http://www.baterie.sk/baterie-pre/baterie-9-voltove/) má 220mAh, čo za predpokladu, že si udrží napätie plných 9V počas celej svojej životnosti(to je ideálny prípad, v praxi toto napätie pri vybíjaní klesá) znamená, že vie dodať 1,98 Wh. To je energia 7,128 kJ. Čiže v ideálnom prípade vie dodať 9V batéria pri úplnom vybití energiu 7,1 kJ. V porovnaní s energiou, ktorú prijala voda, je to ako keby sme vybili 35 kusov 9 voltových batérií na jej ohriatie.