Heliostat je toto zariadenie schopné otáčať zrkadlom (v tomto prípade solárnym panelom) tak, aby slnečné lúče smerovali neustále v jednom smere, napriek viditeľnému dennému pohybu Slnka.
V tomto článku sa dozvieme, ako také zariadenie funguje a ako sa dá vyrobiť. Tento heliostat je schopný akumulovať slnečnú energiu, ktorá sa potom môže použiť napríklad na nabíjanie mobilného telefónu.
Náradie a materiály:
- solárny panel Offgridtec 5W 12V;
- jednosmerný motor V-TEC 6V Mini 25D s prevodovým stupňom 177 ot / min;
- Nastaviteľný výkonový modul;
-USB-mikro;
- doska plošných spojov;
- tranzistor IRFD 110 - 2 ks;
- tranzistor IRFD 9120 - 2 ks;
Dvojitý komparátor, DIP-8;
-Metal filmové rezistory: 330 kOhm - 4 ks; 1K -1 ks; 4,7 K - 2 ks;
- potenciometre horizontálne, 6 mm, 25 kOhm - 2 ks;
- fotorezistor - 2 ks;
- konektor PCB priamy, 3-kolíkový;
- konektor PCB priamy, biely 2-pinový - 3 ks;
-Shrinková trubica;
-Krepezh;
-Fanera;
seeing-;
-Laserová fréza;
-3D tlačiareň;
-Horúce železo;
- kliešte;
-Kusachki;
- Stolárske lepidlo;
- skrutkovač;
- Thermogun;
-Nozhovka;
- Vŕtačka do kovu;
- 12 V napájanie (alebo 9 V batéria);
-Multimetr;
-Luxeter (voliteľné);
Prvý krok: Teória
V boji proti zmene klímy zohráva obnoviteľná energia nevyhnutnú úlohu. Jednou z výhod obnoviteľnej energie je to, že neemitujú skleníkové plyny. Existuje mnoho rôznych obnoviteľných zdrojov energie, ako napríklad: slnečná energia, vodná energia, vietor, morská energia (vlna a príliv), geotermálna energia, bioenergia, vodík. Za obnoviteľnú energiu sa považuje zdroj energie, ktorý sa dá znova a znova využívať bez vyčerpania a pochádza z prírodných zdrojov. Ak bude solárne panely pokryté iba jedným percentom saharskej púšte, bude to stačiť na to, aby sa do celého sveta poskytla elektrina.
Aby sa využila energia, ktorú slnko vysiela na Zem, musí sa premeniť na inú formu energie, ktorá sa dá ľahšie použiť napríklad na elektrinu.
Vo fotovoltaickom článku je slnečné svetlo priamo premieňané na elektrinu.
Typický fotovoltaický článok je vyrobený z polovodičového kremíka.Typicky sa tento typ solárneho článku skladá z dvoch kremíkových vrstiev: I) kremík typu n a II) kremík typu p. Solárny článok vyrába elektrinu pomocou slnečného svetla.
Krok dva: Príprava častí
heliostat_all_3mm_comp_v4.svg
Zahnrad.stl
Rezajte všetky časti dreva pomocou laserovej rezačky. Tlačte zariadenie na 3D tlačiarni. Odrežte kúsok vlákna pre os (dĺžka asi 1,6 cm).
Rezané dve plastové rúrky, jedna s priemerom 20 mm a dĺžkou 40 mm (pre os) a druhá s priemerom 32 mm a dĺžkou 2 cm (pre svetelné senzory).
Krok tretí: Nainštalujte nabíjačku
Teraz musíte zostaviť nabíjačku.
K dvojpólovému konektoru je potrebné spájkovať dva drôty s priemerom 22 centimetrov. Izolujte miesta na spájkovanie.
Na zadnej strane solárneho panelu je montážna krabica. Druhé konce drôtov sú pripevnené ku kontaktom solárneho panelu. Pri inštalácii je potrebné dbať na polaritu.
Teraz musíme pripojiť solárny panel k regulátoru napätia, ako aj k nabíjačke USB.
Kábel USB má štyri káble. Potrebujete dve, čiernu a červenú. Červená sa spájkuje na + výstup regulátora napätia, čierna až mínus. Pomocou dodatočného vodiča prepojíme solárny panel a vodné kontakty regulátora.
Keďže solárne články dodávajú 12 V a USB zariadenia, sú dimenzované iba na 5 V, regulátor napätia musí byť nastavený na 5 V.
K vstupným kontaktom regulátora je potrebné pripojiť zdroj energie a zmerať výstupné napätie. V prípade potreby upravte napätie pomocou nastavovacej skrutky na hodnotu 5 V.
Krok 4: PCB
Poloha solárneho panelu vzhľadom na slnko sa bude monitorovať pomocou dvoch svetelných senzorov. Otáčanie panelu sa bude uskutočňovať pomocou motora. To všetko riadi elektronický board. Dosku montujeme podľa schémy.
Ak sa všetky elektronické komponenty pripájajú k doske plošných spojov, mala by sa otestovať jej funkčnosť. Na skúšku budete potrebovať napájací zdroj, skúšobný motor pripojený k 2-kolíkovému konektoru a skrutkovač. Je potrebné skontrolovať, či sa motor otáča, či je k nemu dodávaná energia a či motor mení smer otáčania.
Zapnite dosku. Vezmite skrutkovač a potenciometer R9 nastavte do strednej polohy. Motor by sa mal zastaviť. Otočením skrutkovača v opačnom smere skontrolujte, či sa ozubené koleso motora otáča aj v opačnom smere. Ak všetko funguje, potenciometer prepnite do strednej polohy a vypnite napájanie.
Krok 5: Senzory svetla
Heliostat musí byť vždy dokonale zarovnaný so slnkom, aby získal čo najviac energie. Preto je potrebný mechanizmus, ktorý zaistí, že heliostat je vždy otočený smerom k slnku. Táto podmienka je splnená pomocou fotorezistorov (alebo svetelných senzorov). Svetelné senzory sú namontované nad solárnym panelom. Najprv musíte spojiť dve drevené časti (ako je znázornené na obrázku nižšie) a vložiť dva senzory do zodpovedajúcich otvorov.
Potom vložte celý držiak svetelného senzora do kruhovej plastovej rúrky s priemerom 32 mm a dĺžkou 2 cm. Teraz musíte pripojiť fotorezistor k doske. Vezmite tri káble (každý asi 60 cm) a spojte ich so kontaktmi senzora.
Senzory budú pripojené k doske pomocou 3-kolíkového konektora.
Krok 6: Motor
Spájkujte 2-kolíkový prepojovací kábel s motorom. Motor sa vloží do základnej dosky heliostatu. Pripojenie regulátora napätia k doske
Siedmy krok: montáž nosnej časti a otočného mechanizmu
Mechanická časť heliostatu pozostáva zo základne vyrobenej vo forme škatule, na ktorej je namontovaná otočná základná doska.
Položte základnú dosku pred seba a uistite sa, že veľká diera je v pravom hornom rohu.Nohy prilepte na rohy podpery.
Ďalej je potrebné pripevniť kolesá a prevod na otočný stôl. Použité nápravy sú drôtené.
Potom je motor nainštalovaný a upevnený.
Chystáte sa namontovať solárny panel.
Zostáva nainštalovať panel a zaistiť elektroniku zo spodnej časti základne. Teraz je všetko pripravené a môžete skúsiť nabiť mobilný telefón.
