Heliostaattina tämä laite pystyy kääntämään peiliä (tässä tapauksessa aurinkopaneelia) suuntaamaan auringonsäteet jatkuvasti yhteen suuntaan, huolimatta auringon näkyvästä päivittäisestä liikkeestä.
Tässä artikkelissa opitaan kuinka tällainen laite toimii ja miten sitä voidaan valmistaa. Tämä heliostaatti pystyy keräämään aurinkoenergiaa, jota voidaan sitten käyttää esimerkiksi matkapuhelimen lataamiseen.
Työkalut ja materiaalit:
- Aurinkopaneeli Offgridtec 5W 12V;
- DC-moottori V-TEC 6V Mini 25D, vaihde 177 rpm;
- Säädettävä virtamoduuli;
-USB-mikro;
- piirilevy;
- Transistori IRFD 110 - 2 kpl;
- Transistori IRFD 9120 - 2 kpl;
Tuplavertailija, DIP-8;
-Metallikalvovastukset: 330 kOhm - 4 kpl; 1K-1 kpl; 4,7K - 2 kpl;
- Potentiometrit vaakatasossa, 6 mm, 25 kOhm - 2 kpl;
- Valoresistori - 2 kpl;
- Piirilevyliitin suora, 3-napainen;
- Piirilevyliitin suora, valkoinen 2-napainen - 3 kpl;
-Puristusputki;
-Krepezh;
-Fanera;
näkö-;
-Laserleikkuri;
-3D-tulostin;
-Juottimet;
- Pihdit;
-Kusachki;
- puusepän liima;
- ruuvimeisseli;
- lämpövoima;
-Nozhovka;
- metallipora;
- 12 V: n virtalähde (tai 9 V: n akku);
-Multimetr;
-Luksemittari (valinnainen);
Vaihe yksi: teoria
Uusiutuvalla energialla on välttämätön rooli ilmastomuutoksen torjunnassa. Yksi uusiutuvan energian eduista on, että ne eivät päästä kasvihuonekaasuja. Uusiutuvia energialähteitä on monia erilaisia, kuten: aurinkoenergia, vesivoima, tuuli, merienergia (aalto ja vuorovesi), geoterminen energia, bioenergia, vety. Uusiutuviksi energialähteiksi katsotaan energialähde, jota voidaan käyttää uudestaan ja uudestaan ilman ehtymistä ja joka tulee luonnonvaroista. Jos vain yksi prosentti Saharan autiomaasta on peitetty aurinkopaneeleilla, tämä riittää tarjoamaan sähkölle koko maailmalle.
Jotta aurinko lähettäisi maapallolle energiaa, se on muunnettava toiseksi energiamuotoksi, jota voidaan käyttää helpommin, esimerkiksi sähköksi.
Valosähkökennossa auringonvalo muuntuu suoraan sähköksi.
Tyypillinen aurinkokenno on valmistettu puolijohdepiimateriaalista.Tyypillisesti tämäntyyppinen aurinkokenno koostuu kahdesta piikerroksesta: I) n-tyypin piistä ja II) p-tyyppisestä piistä. Aurinkokenno tuottaa sähköä auringonvalon avulla.
Vaihe toinen: Osien valmistelu
heliostat_all_3mm_comp_v4.svg
Zahnrad.stl
Leikkaa kaikki puuosat laserleikkurilla. Tulosta vaihde 3D-tulostimella. Leikkaa kuitupala akselille (pituus noin 1,6 cm).
Leikkaa kaksi muoviputkea, toisen halkaisija 20 mm ja pituus 40 mm (akselille) ja toisen halkaisija 32 mm ja pituus 2 cm (valoanturien tapauksessa).
Vaihe kolme: Asenna laturi
Nyt sinun on koottava laturi.
Kaksi 22 senttimetrin johtoa on juotettava kaksinapaiseen liittimeen. Eristä juotospisteet.
Aurinkopaneelin takana on asennusrasia. Johtimien toiset päät on kiinnitetty aurinkopaneelin koskettimiin. Asennuksen yhteydessä on noudatettava napaisuutta.
Nyt meidän on kytkettävä aurinkopaneeli jännitesäätimeen sekä USB-laturiin.
USB-kaapelissa on neljä johtoa. Tarvitsetko kaksi, mustaa ja punaista. Punainen on juotettu + jännitesäätimen lähtöön, mustasta miinus-arvoon. Yhdistämme ylimääräisen johtimen aurinkopaneelin ja säätimen vesikontakteihin.
Koska aurinkokenno tuottaa 12 V ja USB-laitteiden nimellisarvo on vain 5 V, jännitesäätimen on oltava asetettu 5 V: seen.
On tarpeen kytkeä virtalähde säätimen tuloliittimiin ja mitata lähtöjännite. Säädä tarvittaessa jännite arvoon 5 V. Säätöruuvilla.
Vaihe neljä: PCB
Aurinkopaneelin sijaintia suhteessa aurinkoon tarkkaillaan kahdella valoanturilla. Paneelin kierto suoritetaan moottorilla. Hallitsee kaikkea elektroninen aluksella. Kiinnitämme levyn järjestelmän mukaan.
Kun kaikki elektroniset komponentit on juotettu piirilevylle, sen toiminnallisuus tulisi testata. Testiä varten tarvitset virtalähteen, 2-napaiseen liittimeen kytketyn testimoottorin ja ruuvimeisselin. On tarpeen tarkistaa onko moottori pyörivä, syötetäänkö siihen virtaa ja muuttaako moottori pyörimissuuntaa.
Käynnistä lauta. Ota ruuvimeisseli ja aseta potentiometri R9 keskiasentoon. Moottorin tulisi lopettaa kääntyminen. Käännä ruuvitalttaa toiseen suuntaan tarkistaaksesi, pyörivätkö moottorin vaihteet myös vastakkaiseen suuntaan. Jos kaikki toimii, aseta potentiometri keskiasentoon ja katkaise virta.
Vaihe viisi: Valoanturit
Heliostaatin on aina oltava oikeassa suunnassa auringon kanssa niin paljon energiaa kuin mahdollista. Siksi tarvitaan mekanismi sen varmistamiseksi, että heliostaatti käännetään aina aurinkoa kohti. Tämä edellytys täyttyy fotoresttoreilla (tai valoanturilla). Valoanturit asennetaan aurinkopaneelin yläpuolelle. Ensin sinun on kytkettävä kaksi puuainetta (kuten alla olevassa kuvassa) ja aseta kaksi anturia vastaaviin reikiin.
Aseta sitten koko valotunnistimen pidike pyöreään muoviputkeen, jonka halkaisija on 32 mm ja pituus 2 cm. Nyt sinun on kytkettävä fotorestori korttiin. Ota kolme kaapelia (kumpikin noin 60 cm pitkä) ja juotos ne anturin koskettimiin.
Anturit kytketään korttiin 3-napaisella liittimellä.
Vaihe kuusi: Moottori
Juota 2-napainen kytkentäjohto moottoriin. Moottori työnnetään heliostaatin pohjalevyyn. Kytke jännitesäädin korttiin
Seitsemäs vaihe: tukiosan ja pyörivän mekanismin kokoaminen
Heliostaatin mekaaninen osa koostuu kotelon muodossa olevasta pohjasta, johon pyörivä pohjalevy on asennettu.
Aseta pohjalevy edesi ja varmista, että iso reikä on oikeassa yläkulmassa.Liimaa jalat tuen kulmiin.
Seuraavaksi sinun on kiinnitettävä pyörät ja vaihde kääntöpöydälle. Käytetyt akselit ovat vaijeria.
Sitten moottori asennetaan ja kiinnitetään.
Asennetaan aurinkopaneeli.
Paneelin asentaminen ja elektroniikan kiinnittäminen jalustan pohjalta on vielä jäljellä. Nyt kaikki on valmis ja voit yrittää ladata matkapuhelimesi.
