Heliostat, to urządzenie jest w stanie obracać lustro (w tym przypadku panel słoneczny), aby skierować promienie słoneczne stale w jednym kierunku, pomimo widocznego codziennego ruchu Słońca.
W tym artykule dowiemy się, jak działa takie urządzenie i jak można je wyprodukować. Ten heliostat może gromadzić energię słoneczną, którą można następnie wykorzystać na przykład do naładowania telefonu komórkowego.
Narzędzia i materiały:
- Panel słoneczny Offgridtec 5W 12V;
- silnik prądu stałego V-TEC 6V Mini 25D z przekładnią 177 obr./min;
- Regulowany moduł mocy;
-USB-micro;
- płytka drukowana;
- Tranzystor IRFD 110 - 2 szt .;
- Tranzystor IRFD 9120 - 2 szt .;
Podwójny komparator, DIP-8;
Rezystory metalizowane: 330 kOhm - 4 szt .; 1K -1 sztuk; 4,7 K - 2 szt;
- Potencjometry poziome, 6 mm, 25 kOhm - 2 szt .;
- Fotorezystor - 2 szt;
- Złącze PCB proste, 3-stykowe;
- Złącze PCB proste, białe 2-stykowe - 3 szt;
-Shrink tube;
- łączniki;
-Sklejka;
-Wire;
-Laser do cięcia;
Drukarka 3D;
-Lutownica;
- szczypce;
-Szczypce;
- Klej stolarski;
- śrubokręt;
- Thermogun;
-Nozhovka;
- Wiertło do metalu;
- zasilanie 12 V (lub akumulator 9 V);
-Multimetr;
-Luxmeter (opcjonalnie);
Krok pierwszy: teoria
W walce ze zmianami klimatu energia odnawialna odgrywa nieodzowną rolę. Jedną z zalet energii odnawialnej jest to, że nie emitują gazów cieplarnianych. Istnieje wiele różnych odnawialnych źródeł energii, takich jak: energia słoneczna, energia wodna, wiatr, energia morska (fala i przypływ), energia geotermalna, bioenergia, wodór. Źródło energii, które można wielokrotnie wykorzystywać bez wyczerpania i pochodzące z zasobów naturalnych, uważa się za energię odnawialną. Jeśli tylko jeden procent pustyni Sahara pokryty jest panelami słonecznymi, to wystarczy, aby zapewnić całemu światu energię elektryczną.
Aby wykorzystać energię, którą Słońce wysyła na Ziemię, należy ją przekształcić w inną formę energii, którą można łatwiej wykorzystać, na przykład w elektryczność.
W ogniwie fotowoltaicznym światło słoneczne jest bezpośrednio przekształcane w elektryczność.
Typowe ogniwo fotowoltaiczne jest wykonane z półprzewodnikowego materiału krzemowego.Zazwyczaj ten typ ogniwa słonecznego składa się z dwóch warstw krzemu: I) krzemu typu n i II) krzemu typu p. Ogniwo słoneczne wytwarza energię elektryczną za pomocą światła słonecznego.
Krok drugi: Przygotowanie części
heliostat_all_3mm_comp_v4.svg
Zahnrad.stl
Wytnij wszystkie drewniane elementy za pomocą wycinarki laserowej. Wydrukuj sprzęt na drukarce 3D. Wytnij kawałek włókna na oś (długość około 1,6 cm).
Wytnij dwie plastikowe rury, jedną o średnicy 20 mm i długości 40 mm (dla osi), a drugą o średnicy 32 mm i długości 2 cm (dla czujników światła).
Krok trzeci: zainstaluj ładowarkę
Teraz musisz zmontować ładowarkę.
Dwa przewody o długości 22 centymetrów należy przylutować do złącza dwupinowego. Zaizoluj miejsca lutowania.
Z tyłu panelu słonecznego znajduje się puszka montażowa. Drugie końce przewodów są przymocowane do styków panelu słonecznego. Podczas instalacji należy przestrzegać polaryzacji.
Teraz musimy podłączyć panel słoneczny do regulatora napięcia, a także do ładowarki USB.
Kabel USB ma cztery przewody. Potrzebujesz dwóch, czarnego i czerwonego. Czerwony jest przylutowany do + wyjścia regulatora napięcia, czarny do minus. Za pomocą dodatkowego drutu łączymy panel słoneczny i styki wodne regulatora.
Ponieważ ogniwo słoneczne dostarcza napięcie 12 V, a urządzenia USB mają napięcie tylko 5 V, regulator napięcia należy ustawić na 5 V.
Konieczne jest podłączenie źródła zasilania do styków wejściowych regulatora i zmierzenie napięcia wyjściowego. W razie potrzeby wyreguluj napięcie do wartości 5 V. za pomocą śruby regulacyjnej.
Krok czwarty: PCB
Położenie panelu słonecznego względem Słońca będzie monitorowane za pomocą dwóch czujników światła. Obrót panelu zostanie przeprowadzony za pomocą silnika. Zarządza wszystkim elektroniczny opłata Montujemy planszę zgodnie ze schematem.
Gdy wszystkie elementy elektroniczne zostaną przylutowane do płytki drukowanej, należy przetestować jego funkcjonalność. Do testu potrzebny będzie zasilacz, silnik testowy podłączony do 2-stykowego złącza i śrubokręt. Konieczne jest sprawdzenie, czy silnik się obraca, czy dostarczana jest do niego moc i czy silnik zmienia kierunek obrotów.
Wzmocnij tablicę. Weź śrubokręt i ustaw potencjometr R9 w środkowej pozycji. Silnik powinien przestać się obracać. Obróć śrubokręt w przeciwnym kierunku, aby sprawdzić, czy przekładnia silnika również obraca się w przeciwnym kierunku. Jeśli wszystko działa, ustaw potencjometr w środkowej pozycji i wyłącz zasilanie.
Krok piąty: czujniki światła
Aby uzyskać jak najwięcej energii, heliostat musi zawsze być idealnie ustawiony względem Słońca. Potrzebny jest zatem mechanizm zapewniający, że heliostat jest zawsze zwrócony w stronę słońca. Ten warunek jest spełniony przy użyciu fotorezystorów (lub czujników światła). Czujniki światła są montowane nad panelem słonecznym. Najpierw musisz połączyć dwie drewniane części (jak pokazano na poniższym rysunku) i włożyć dwa czujniki do odpowiednich otworów.
Następnie umieść cały uchwyt czujnika światła w okrągłej plastikowej rurze o średnicy 32 mm i długości 2 cm. Teraz musisz podłączyć fotorezystor do płytki. Weź trzy kable (każdy o długości około 60 cm) i przylutuj je do styków czujnika.
Czujniki zostaną podłączone do płytki za pomocą 3-stykowego złącza.
Krok szósty: silnik
Przylutuj 2-pinowy kabel połączeniowy do silnika. Silnik zostanie włożony do podstawy heliostatu. Podłączanie regulatora napięcia do płytki
Siódmy krok: montaż części wsporczej i mechanizmu obrotowego
Część mechaniczna heliostatu składa się z podstawy wykonanej w formie skrzynki, na której zamontowana jest obrotowa płyta podstawy.
Połóż płytę podstawy przed sobą i upewnij się, że duży otwór znajduje się w prawym górnym rogu.Przyklej nogi w rogach wspornika.
Następnie musisz naprawić koła i sprzęt na talerzu obrotowym. Stosowane osie to drut.
Następnie silnik jest instalowany i naprawiany.
Zamierzam zamontować panel słoneczny.
Pozostaje zainstalować panel i zabezpieczyć elektronikę od spodu podstawy. Teraz wszystko jest gotowe i możesz spróbować naładować swój telefon komórkowy.
