Aquest heliòstat, aquest dispositiu és capaç de fer girar un mirall (en aquest cas, el panell solar) per tal de dirigir els raigs del sol constantment en una direcció, malgrat el moviment diari visible del Sol.
En aquest article, coneixerem el funcionament d’un dispositiu així i com es pot fabricar. Aquest heliostat és capaç d’acumular energia solar, que es pot fer servir, per exemple, per carregar un telèfon mòbil.
Eines i materials:
- Panell solar Offgridtec 5W 12V;
- Motor de corrent continu V-TEC 6V Mini 25D amb engranatge de 177 rpm;
- Mòdul de potència ajustable;
-USB-micro;
- placa de circuit imprès;
- Transistor IRFD 110 - 2 peces;
- Transistor IRFD 9120 - 2 unitats;
Comparador doble, DIP-8;
-Resistències de film metàl·lic: 330 kOhm - 4 unitats; 1K -1 unitats; 4,7 K - 2 unitats;
- potenciòmetres horitzontals, 6 mm, 25 kOhm - 2 unitats;
- Fotorresistor - 2 peces;
- Connector PCB recte, de 3 pins;
- Connector PCB recte, blanc de 2 pins - 3 peces;
-Tubo de rosca;
-Atxulladors;
-Placat;
-Wire;
-Talla talladora;
-Impressora 3D;
-Soldador de ferro;
- Alicates;
-Nippers;
- Cola de fusteria;
- tornavís;
- Termòleg;
-Nozhovka;
- Broca per a metall;
- Alimentació de 12 V (o bateria de 9 V);
-Multímetre;
-L·límetre (opcional);
Primer pas: Teoria
En la lluita contra el canvi climàtic, les energies renovables tenen un paper indispensable. Un dels avantatges de l’energia renovable és que no emeten gasos d’efecte hivernacle. Hi ha moltes fonts d’energia renovables diferents, com ara: energia solar, energia hidroelèctrica, eòlica, energia marina (onada i marea), energia geotèrmica, bioenergia, hidrogen. Es considera energia renovable una font d’energia que es pot utilitzar una i altra vegada sense esgotament i procedència de recursos naturals. Si només un cent per cent del desert del Sàhara està cobert de plaques solars, això serà suficient per proporcionar electricitat al món sencer.
Per utilitzar l’energia que el sol envia a la terra, s’ha de convertir en una altra forma d’energia que es pugui utilitzar més fàcilment, per exemple, en electricitat.
En una cel·la fotovoltaica, la llum solar es converteix directament en electricitat.
Una cèl·lula fotovoltaica típica està fabricada amb un material de silici semiconductor.Normalment aquest tipus de cèl·lula solar consta de dues capes de silici: silici de tipus I) i silici de tipus II) p. Una cèl·lula solar genera electricitat mitjançant la llum solar.
Segon segon: Preparació de peces
heliostat_all_3mm_comp_v4.svg
Zahnrad.stl
Talleu totes les peces de fusta amb un tallador làser. Imprimeix l’engranatge en una impressora 3D. Talleu un tros de fibra per a l’eix (longitud d’uns 1,6 cm).
Talleu dues canonades de plàstic, una amb un diàmetre de 20 mm i una longitud de 40 mm (per a l’eix) i l’altra amb un diàmetre de 32 mm i una longitud de 2 cm (per als sensors de llum).
Tercer pas: instal·leu el carregador
Ara heu de muntar el carregador.
Cal connectar dos fils de 22 centímetres al connector de dos pins. Espots de soldadura aïllats.
Hi ha una caixa de muntatge a la part posterior de la placa solar. Els segons extrems dels cables es fixen en els contactes del panell solar. A la instal·lació cal observar la polaritat.
Ara necessitem connectar el panell solar al regulador de tensió, així com a un carregador USB.
El cable USB té quatre cables. Necessiteu dos, negres i vermells. El vermell es solda a + la sortida del regulador de tensió, de negre a menys. Mitjançant un cable addicional, connectem el panell solar i els contactes d’aigua del regulador.
Com que la cèl·lula solar proporciona 12 V i dispositius USB només tenen una classificació de 5 V, el regulador de tensió s’ha de configurar a 5 V.
Cal connectar una font d’alimentació als contactes d’entrada del regulador i mesurar el voltatge de sortida. Si cal, ajusteu el voltatge a un valor de 5 V. mitjançant el cargol de regulació.
Quatre pas: PCB
Es monitoritzarà la posició del panell solar respecte al sol mitjançant dos sensors de llum. El gir del panell es realitzarà amb el motor. Tot ho governa electrònica quota. Muntem el tauler segons l’esquema.
Quan tots els components electrònics es venen a la placa de circuit imprès, s'ha de provar la seva funcionalitat. Per a la prova necessitareu una font d’alimentació, un motor de prova connectat a un connector de 2 pins i un tornavís. Cal comprovar si el motor gira, si s’hi subministra energia i si el motor canvia el sentit de gir.
Encendre el tauler. Agafeu un tornavís i poseu el potenciòmetre R9 a la posició mitjana. El motor hauria de deixar de girar. Gireu el tornavís a l’altra direcció per comprovar si l’engranatge del motor també gira en el sentit contrari. Si tot funciona, ajusteu el potenciòmetre a la posició mitjana i apagueu-lo.
Cinquè pas: Sensors de llum
L’heliòstat sempre ha d’estar perfectament alineat amb el sol per rebre el màxim d’energia possible. Així, es necessita un mecanisme per assegurar que l’heliostat estigui sempre cap al sol. Aquesta condició es compleix mitjançant fotoresistors (o sensors de llum). Els sensors de llum es munten a sobre del panell solar. Primer cal connectar les dues parts de fusta (com es mostra a la figura següent) i introduir els dos sensors als forats corresponents.
A continuació, col·loca tot el suport del sensor de llum en un tub de plàstic rodó amb un diàmetre de 32 mm i una longitud de 2 cm. Ara cal connectar el fotorresistor a la placa. Agafeu tres cables (cadascun d’uns 60 cm de llarg) i soldeu-los als contactes del sensor.
Els sensors es connectaran a la placa mitjançant un connector de 3 pins.
Pas sisè: motor
Saldem el cable de connexió de 2 pins al motor. El motor s’introduirà a la placa base de l’heliòstat. Connexió del regulador de tensió a la placa
Setè pas: muntatge de la part de suport i del mecanisme rotatiu
La part mecànica de l’heliòstat consisteix en una base feta en forma d’una caixa sobre la qual es munta una placa de base rotativa.
Situeu la placa base davant vostre i assegureu-vos que el forat gran es troba a la cantonada superior dreta.Colla les potes a les cantonades del suport.
A continuació, heu de fixar les rodes i l’engranatge al plat giratori. Els eixos utilitzats són filferros.
Aleshores s’instal·la i es fixa el motor.
Anar a muntar la placa solar.
Resta instal·lar el tauler i fixar l’electrònica des de la part inferior de la base. Ara tot està a punt i podeu provar de carregar el telèfon mòbil.
