|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese|
RADYO ELEKTRONİK VE ELEKTRİK MÜHENDİSLİĞİ ANSİKLOPEDİSİ Avlu aydınlatması. Radyo elektroniği ve elektrik mühendisliği ansiklopedisi
Radyo elektroniği ve elektrik mühendisliği ansiklopedisi / Alternatif enerji kaynakları Adı ne olursa olsun (bahçe aydınlatması, sokak lambası) dış aydınlatma her evde çok çekici görünüyor. Sokak aydınlatması estetik işlevinin yanı sıra güvenliğin sağlanmasına da hizmet eder. Aydınlatılmamış bir yolun ne kadar tehlikeli olabileceğini herkes bilir. Çitlerle çevrili olmayan bir yüzme havuzuna ne dersiniz? Yol kenarına veya havuz çevresine konulan küçük ışıklar, yürürken kazaların önlenmesini sağlayabilir. Bu bölümde güneş enerjisiyle çalışan dış mekan aydınlatmasının kurulumuna ilişkin yönergeler verilmektedir.
Sistem Özellikleri Çalışma prensibine göre, dış aydınlatma temel olarak önceki bölümde tartışılan acil durum aydınlatmasına benzer. Fotovoltaikler aynı zamanda lambalara güç sağlayan kurşun-asit bataryayı şarj etmek için de kullanılıyor. Ancak önemli bir fark da var. Acil durum aydınlatma sistemi yalnızca ara sıra açılır. Aslında bu yalnızca ağın güç kaynağındaki kesintiler sırasında gereklidir; geri kalan zamanda sistem boştadır. Dış aydınlatma ise yıl boyunca her gece kullanılmalıdır. Bu durumda sistemin bir bütün olarak yılın herhangi bir zamanında ve her türlü hava koşulunda çalışabilmesi için yeterince büyük pil kapasitesine ve fotovoltaik dönüştürücü gücüne sahip bir sistem geliştirmek gerekir. Acil durum aydınlatması geliştirilirken bu gereksinimler dikkate alınmadı. Sistem tasarımı Tasarım lambaların kendisiyle başlar. Düşük voltaj için tasarlanmışlardır ve bu nedenle güneş enerjisi dönüştürücüleri kullanan güç kaynağı sistemleri için çok uygundurlar. Bu tür lambaların birçok farklı modelinin bulunmasına rağmen, hepsi 12 V'luk bir voltajla çalışır. Lamba setindeki lambalar, kural olarak aynı 12 W güç için tasarlanmıştır ve bu nedenle bir akım tüketir. her biri 1 A. Öncelikle sistemdeki gerekli lamba sayısını belirlemeniz gerekir. Bu sayı her özel duruma bağlıdır. Beş tanesini seçtim çünkü ön bahçeyi ve yürüyüş yolunu aydınlatmaya yetiyordu. Bu nedenle güç kaynağımın 5 A akım çeken bir sistemi beslemesi gerekiyor, altı lamba seçseydim 6 A gerekecekti. 5A akım aşırı değildir ve piyasada bulunan çeşitli kurşun-asit akülerden kolaylıkla elde edilebilir. Tek soru gerekli pil boyutudur. Gelişimin bu kısmı biraz daha karmaşık. Bu soruyu doğru cevaplamak için bazı hesaplamalar yapmanız ve birkaç varsayımda bulunmanız gerekir. Öncelikle pilin hangi parametrelerle karakterize edildiğini düşünelim. Tüm piller (kurşun-asit ve diğerleri) amper-saat (genellikle Ah olarak anılır) cinsinden kapasiteleriyle tanımlanır. 1 Ah, bir akünün 1 saat süreyle 1 A yük sağlayabildiği anlamına gelir.Benzer şekilde bir akü, 5 saat süreyle 1 A yük sağlayabiliyorsa kapasitesi 5 Ah olur. Aynı kapasite 1 A akımda 5 saat boyunca elde edilir.Voltaj değerinden bağımsız olarak akü kapasitesi, akım gücünün çarpımı ve toplam akış süresi ile sayısal olarak belirlenir. Böylece sistemin 5 A akım tüketeceği tespit edildi. Ancak aküyü doğru seçmek için dış aydınlatma sisteminin günlük çalışma süresini bilmek gerekiyor. Bu süre her akşam için 4 saat olsun. Şimdi lambaların tükettiği akımın değerini günlük çalıştıkları süre ile çarparak gerekli amper-saat sayısını elde edeceğiz. Bizim durumumuzda 5 A x 4 h = 20 A-h. Bu günlük enerji tüketimidir. Akşam aydınlatması için 20 Ah'lik bir pilin yeterli olduğu anlaşılmaktadır. Ancak sabah saatlerinde pil tamamen boşalacak ve tekrar kullanılmadan önce yeniden şarj edilmesi gerekecektir. Ertesi gün yağmur yağdığını varsayalım. Fotovoltaik dönüştürücüler pili nasıl şarj eder? Güneş ışığı olmadan çalışmıyorlar. Bu gerçek göz önüne alındığında, pil kapasitesinin arttırılmasının gerekli olduğu hemen anlaşılacaktır. 40Ah akü aydınlatma sistemine 2 gün, 60Ah akü ise aydınlatma sistemine 3 gün güç sağlayacaktır. Şimdi bir koşulu daha belirlemeniz gerekiyor: şarj döngüleri arasındaki ortalama süreyi seçin ve pilin yeniden şarj edilmeden ne kadar süre dayanacağına karar verin. Kişisel bir arsanın aydınlatılması durumunda bu parametre çok kritik değildir. Pildeki enerji rezervinin 3 gün boyunca oldukça yeterli olacağını varsayalım. Bu nedenle 60 Ah kapasiteli bir aküye ihtiyaç duyulmaktadır. Yukarıdakileri özetleyerek, güneş enerjisi ve akü bataryalarının gerekli parametrelerinin basit bir şekilde hesaplanması için bir dizi formüle edebiliriz:
Şimdi her şey yolunda. Lamba sayısı seçilmiş, gün içindeki çalışma süreleri belirlenmiş ve bu çalışmayı sağlamak için gereken pil kapasitesi hesaplanmıştır. Şimdi geriye kalan tek şey, pili şarj etmek için belirli bir yönteme karar vermek. Fotovoltaik dönüştürücüler için gereksinimler Güneş pilinin gereksinimleri aydınlatma sisteminin çalışma koşullarına göre belirlenir. Biraz spekülasyon yapabilirsiniz; çok zaman almaz. Aydınlatma sisteminin çalışması için günde 20 Ah'ye ihtiyaç duyulduğu varsayılmıştır. Enerjinin bataryadan sağlandığı da biliniyor, bu nedenle akşam harcanan enerjinin mecazi anlamda ertesi gün iade edilmesi gerekiyor. Ne yazık ki hiçbir pil mükemmel değildir. Tipik olarak kurşun-asit aküyü şarj etmek için sağlanandan %20 daha fazla enerji sağlamanız gerekir. Bu nedenle aküden alınan her 20 Ah için 24 Ah'nin geri verilmesi gerekir. Bir sonraki adım günde 24 Ah üreten bir fotovoltaik pil geliştirmektir. Bunu başarmak için mevcut güneşlenmeyi bilmek gerekir. Bu değer, güneş ışığının faydalı olduğu saatlerin sayısına, yani güneşin ihtiyacımız olan işi yaptığını varsayabileceğimiz günlük süreye (saat cinsinden) göre belirlenir. Herhangi bir alan için faydalı güneş ışığı saatlerinin sayısını belirlemenin iki yolu vardır. İlk olarak, Bölüm 3'de açıklanan güneş ışığı ölçüm cihazını doğrudan kullanarak. XNUMX. Veya aynı bölümde verilen haritaya dayanarak daha genel bir anlam kullanabilirsiniz. Harita mevsimsel değişiklikler ve genel hava durumu dikkate alınarak derlenmiştir. Açıklanan aydınlatma sistemi durumunda, hesaplamalar için faydalı aydınlatma süresi seçilmiş olup bu süre, günde ortalama 4,5 faydalı güneş saatine karşılık gelmektedir. Haritadan da görebileceğiniz gibi bu rakam Amerika Birleşik Devletleri kıtasının çoğu bölgesi için aynıdır. Şimdi, pili yeniden şarj etmek için gereken amper-saat sayısını (24 Ah) ortalama faydalı güneş ışığı saatine (4,5 saat) bölerseniz, güneş pilinin üretmesi gereken akım miktarını elde edebilirsiniz: 5,3 A. Teorik olarak bu gereksinim, 5,3 V voltajda 12 A akım üreten bir pil tarafından karşılanır. Ancak henüz dikkate almadığımız başka faktörler de vardır. Bunlar arasında bağlantı iletkenlerindeki kayıplar, regülatörün enerji tüketimi vb. yer alır. Bu nedenle güvenilirliği sağlamak için belirli bir güç rezervi oluşturmak iyi bir fikirdir; Mesela yüzde 10'luk bir marj oldukça uygundur. Dolayısıyla güneş pilinin ürettiği minimum akım yaklaşık 6 A olmalıdır. Ters hesaplama yaparak yani 6 A'yı 4,5 saatle çarparak güneş pilinin günde ortalama 27 Ah üreteceğini buluruz. Bazı günlerde getiri daha az, bazı günlerde ise daha fazla olabilir. Tabii ki aküyü her gün şarj etmek için 27 Ah'e gerek olmadığını, bazı günlerde eksik olan güneş enerjisi miktarının akü tarafından karşılanacağını da unutmamak gerekiyor. Ancak aydınlatma sisteminin sağlıklı çalışabilmesi için ortalama değerin 27 Ah olması gerekmektedir. Güneş pili Belirli bir güneş pili çeşitli şekillerde üretilebilir. Küçük modülleri paralel bağlayıp gerekli 87 W güce ulaşmak mümkündür ancak bu çok pahalı olacaktır. Kural olarak, pilin monte edildiği modüllerin boyutu ne kadar büyük olursa, güneş pili tarafından üretilen 1 W elektriğin maliyeti de o kadar ucuz olur. Açıklanan sistem için, her biri 2 A akım üreten üç modül kullanıldı. Tüm modüller, çapı 10 cm'den fazla olan yuvarlak, nispeten ucuz güneş pillerinden yapılmıştır. Bir güneş pilini elementlerden bağımsız olarak monte ederseniz, tek kristalden 10 cm çapında yuvarlak elemanların veya polikristalin malzemeden 10x10 cm2 kare elemanların kullanılmasını tavsiye edebilirsiniz. Kare hücreler yuvarlak monokristal hücreler kadar verimli olmasa da daha ucuzdurlar ancak daha fazlasına ihtiyaç duyulacaktır. Aydınlatma sisteminin döngüsel çalışmasını (gündüz kapatma ve akşam açma) sağlamak için bir zamanlayıcıya ihtiyaç vardır. Çoğu aydınlatma sistemi, ışıkları belirli zamanlarda açıp kapatan mekanik saat zamanlayıcılarını kullanır; ancak bu bir enerji israfı gibi görünüyor. Neden güneş batmadan önce ışığı açalım ki? Geleneksel zamanlayıcılardan kurtulmanın tek yolu, zamanlayıcıyı güneş döngüsüne göre manuel olarak ayarlamaktır ki bu oldukça sık yapılır. Ancak yapılacak en iyi şey, batan güneşi zamanlayıcıyı başlatmaya "zorlamaktır". Bu, Şekil 1'de gösterilen elektronik devre kullanılarak yapılır. XNUMX. Yaptığı işi düşünün. Fotosel PC1, doğrudan güneş ışığıyla aydınlatılan, ışığa duyarlı bir fotodirenç elemanı olarak kullanılır. Fotoselin üzerine düşen ışığın şiddeti değiştikçe direnci de orantılı olarak değişir. Gündüz direnci çok düşüktür (yaklaşık 100 Ohm). Ancak karanlığın başlangıcında 100 kat veya daha fazla artarak 500 kOhm'un üzerinde bir değere ulaşır.
Direnç VR1, foto direnç ile seri olarak bağlanır ve çıkış voltajı foto direnç PC1'in direnç değerine bağlı olan bir bölücü oluşturur. Ne kadar çok ışık olursa, çıkış voltajı o kadar düşük olur ve bunun tersi de geçerlidir. Gerilim değeri iki karşılaştırıcı tarafından kontrol edilir. Alttakinin bağlantının ters çevrilmeyen versiyonunda, üsttekinin ise ters çevrilen versiyonda kullanıldığına dikkat edilmelidir. Bu, sıfır giriş voltajında alt karşılaştırıcının düşük voltaj çıkışı, üst karşılaştırıcının ise yüksek voltaj çıkışı sağladığı anlamına gelir. Karşılaştırıcılar, alt karşılaştırıcı üstteki karşılaştırıcıdan daha düşük bir giriş voltajında anahtarlanacak şekilde bağlanır. PC 1'deki voltaj arttığında (gün batımında), ilk karşılaştırıcı değişir, çıkışı yüksek bir voltaj seviyesine ayarlanır. Artık her iki karşılaştırıcının çıkışları yüksek voltaj seviyesine ayarlanmıştır. Bu durumda, iki AND-NOT mantık elemanından (7C2) oluşan bir zincir, /C11 mikro devresinin pin 3'ine yüksek seviyeli bir voltaj verir. /C3 yongası programlanabilir bir zamanlayıcıdır. Bir güne kadar zaman aralıklarını ölçebilir. Bu IC, çıkışları zamanı ayarlamak için kullanılabilen bir ikili sayaç içerir. Bunları değiştirerek yanıt süresini 2 veya 4 kat artırmak kolaydır. Zamanlayıcının nominal tepki süresi, R8 direnci ve C1 kapasitansı tarafından belirlenir. Diyagramda belirtilen değerlerle R8 ve C1, pin 8'deki voltaj 4 saat sonra artar.Sayacın düşük sıralı hanesine bağlı pin 7'de voltaj 2 saat sonra, pin 6'da - 1 saat sonra görünecektir.Zamanlayıcı, bir saat sonra başlayacaktır. Pim 11'e yüksek potansiyel uygulanır. Zamanlayıcı tepki süresi, 51 "Zaman" anahtarıyla seçilir.Çalışma döngüsünün başlangıcında, tüm çıkışlar düşük bir potansiyele sahiptir. RL 1 rölesinin kontakları bu koşullar altında Q1 transistörü ve /C2 mikro devre sayesinde kapalıdır. Dış aydınlatmaya elektrik sağlanır ve ışıklar yanar. Gece çöktükçe PC 1'deki voltaj artmaya devam ediyor. Yakında üst karşılaştırıcı tetiklenir ve çıkışında düşük bir voltaj seviyesi oluşturulur. Bu durumda IC2 girişlerinin durumu değişir ve IC3 girişine düşük seviyeli bir voltaj sağlanır. Ancak bu değişikliğin zamanlayıcının çalışmasına herhangi bir etkisi yoktur. Belirtilen aralığın sonunda IC3 otomatik olarak orijinal durumuna geri döner. Sıfırlama, mikro devrenin çıkışından gelen bir geri besleme darbesi ile gerçekleştirilir. Pim 11 artık düşük potansiyele sahip olduğundan çip yeniden başlatılmıyor. Ayrıca sonuç olarak röle kapanır ve aydınlatma söner. Ertesi sabah güneş yükseldikçe PC 1'in direnci giderek azalır ve bunun sonucunda karşılaştırıcıların giriş voltajı düşer. Bu, üst karşılaştırıcının alt karşılaştırıcıdan önce ateşlenmesine neden olarak zamanlayıcının yükseğe sürülmesine ve zamanlayıcının yeniden başlatılmasına neden olabilir. Zamanlayıcının güneş doğduğunda tetiklenmesini önlemek için, R5 direnci aracılığıyla üst karşılaştırıcıya küçük bir pozitif geri besleme verilir. Bu, alt karşılaştırıcı anahtarlanana kadar çalışmayı geciktiren histerezis ile sonuçlanır. Yüksek potansiyel aynı anda her iki çıkışa uygulanamaz ve zamanlayıcı başlamaz. Ancak akşama doğru döngü tekrarlanmaya başlayacak ve karşılaştırıcılar “gece” durumuna dönecektir. Karşılaştırıcıların tepki seviyesi, değişken direnç VR1 "Hassasiyet" tarafından hassas bir şekilde ayarlanır. Dış aydınlatmanın akşam karanlığından hemen sonra yanması için direncinin değerini ayarlamak gerekir. Dizayn Zamanlayıcı tasarımında baskılı kablolama kullanılır. Baskılı devre kartının konfigürasyonu Şekil 2'de gösterilmektedir. Şekil 3'de ve devre elemanlarının üzerine yerleştirilmesi Şekil XNUMX'te gösterilmektedir. Röle doğrudan panele lehimlenebilir veya aydınlatmayı bağlamak için bir sokete yerleştirilebilir.
Monte edilen zamanlayıcı opak bir kutuya yerleştirilmeli ve foto direnç PC1, güneş ışığına maruz kalacak şekilde kapağa yerleştirilmelidir. Zamanlayıcının yalnızca üç terminali vardır: ortak bir topraklama, aküden +12 V güç bağlamak için bir tel ve aydınlatma sistemine bağlı bir faz teli. Nemin nüfuz etmesini önlemek için muhafazada açılan tüm deliklerin güvenli bir şekilde kapatıldığından ve su geçirmez olduğundan emin olmalısınız.
Yapısal birimlerin son bağlantısı Artık bir aydınlatma sistemi oluşturmak için gerekli olan tüm unsurlar biliniyor, biri hariç. Sistemde ayrıca bir şarj regülatörü bulunmalıdır. Şarj regülatörü olmadan akünün aşırı şarj edilmesi ve bunun sonucunda hizmet ömrünün kısalması olasılığı göz ardı edilemez. Bu olasılık özellikle gündüzlerin uzun, gecelerin kısa olduğu yaz aylarında yüksektir. Bu koşullar altında pil hücrelerinde kademeli olarak şarj birikmesi meydana gelir ve bu da kolaylıkla aşırı şarja yol açabilir.
Işıkları sahaya yerleştirerek sistemin montajına başlayabilirsiniz. Burada herhangi bir kısıtlama yoktur, ışıkları en kullanışlı olacak yere yerleştirebilirsiniz. Lambalar kalın teller kullanılarak paralel olarak bağlanır. Uygun tel kiti kullanılıyorsa, gerekli telin mutlaka buna dahil edilmesi gerekir. Değilse #18 düz aydınlatma kablosu önerilir. Işıklara giden elektrik kabloları zamanlayıcı devresine bağlanır. Zamanlayıcı, yoldan geçen arabaların farlarının veya diğer dış kaynakların ışığı değil, güneş ışınlarının üzerine düşeceği şekilde yerleştirilmelidir. Zamanlayıcı 12 V'luk bir aküye bağlıdır, kullanım ömrü kullanılan akü tipine bağlıdır. Dilerseniz araç aküsü de kullanabilirsiniz ancak periyodik çalışmanın zorlu koşullarında uzun süre dayanmayacaktır. Tekne aküsü kullanmak daha iyidir. Bu tür piller, tekrarlanan derin deşarj döngüleri koşullarında çalışacak şekilde tasarlanmıştır. Biraz daha pahalı olmalarına rağmen normal bir araba aküsünden çok daha uzun süre dayanırlar. Şarj regülatörü güneş enerjisi ve akü bataryaları arasında değiştirilir. Şarj regülatörü olarak mükemmel bu regülatör. Polariteyi gözlemleyerek regülatörün çıkışını aküye ve girişi güneş piline bağlamanız yeterlidir. Güneş pilinin ön paneli güney yönünde yer almaktadır. Zamanlayıcı, gün batımından sonra aydınlatmanın gerekli olduğu süreye ayarlanır. Belki hava koşullarına daha iyi uyum sağlamak için mevsimler değiştiğinde zamanlayıcının ayarlanması gerekecek.Artık evin yakınındaki yollar gün batımından sonra bile aydınlatılacak. Yazar: Byers T.
Optik Sinyalleri Kontrol Etmenin ve Yönetmenin Yeni Bir Yolu
05.05.2024 Primium Seneca klavye
05.05.2024 Dünyanın en yüksek astronomi gözlemevi açıldı
04.05.2024
▪ 1310 uA tüketimli CC128F16 alıcı-verici ▪ Yıldızlara olan mesafeleri ölçmek için müzik olarak asterosismoloji ▪ Dünyanın en yüksek rüzgar çiftliği inşa edildi ▪ Kurşun çelikten daha güçlüdür
▪ Kimya deneyleri web sitesinin bölümü. Makale seçimi ▪ Olimpiyat makalesi. Popüler ifade ▪ makale 2002'de hangi ülkede başbakan ofisinde futbol oynamak için antrenman yaptı? ayrıntılı cevap ▪ makale Alıcı istasyonun operatörü. İş güvenliğine ilişkin standart talimat ▪ makale Dijital havya güç denetleyicisi. Radyo elektroniği ve elektrik mühendisliği ansiklopedisi ▪ makale Tristör seçimi için cihaz. Radyo elektroniği ve elektrik mühendisliği ansiklopedisi
Ana sayfa | Kütüphane | Makaleler | Site haritası | Site incelemeleri
www.diagram.com.ua |
Diğer makalelere bakın bölüm 
En son bilim ve teknoloji haberleri, yeni elektronikler:
Bu sayfanın tüm dilleri