|
Alternatiivenergeetika õppelabor
Õppelabor kujutab endast modulaarse ehitusega 24-voldist süsteemi, mida on lihtne konfigureerida vastavaks konkreetse õppeasutuse vajadustele. Näiteks, kui soovitakse õppelabor paigutada hoonete lähedusse, on mõistlik vältida tuulikute kasutamist ning tuleks panustada pigem päikesepaneelidele.
Labori põhimõtteskeem. Punased jooned kujutavad energia, rohelised info liikumist süsteemis.
1 – päikesepaneel; 2 – ilmajaama vihmaandur; 3 – horisontaalne tuulegeneraator;
4 – vertikaalne tuulegeneraator.
Meie näidislahenduses on õppelabor üles seatud metallist seinakonstruktsiooni abil. Konstruktsioon koosneb L-kujulisest 120 mm läbimõõduga metalltorust, mis on kinnitatud plaadi abil seinale. Lisatud on ka kaks aisa, et vähendada koormust põhitoele. Konstruktsioon on kinnitatud seina läbivate keermelattidega. Ülemine osa, mille otsa kinnitub vertikaalne tuulik, on 100 mm torust ning asetseb alumise toru sees moodustades teleskoobi. Nõnda on võimalik vajadusel reguleerida vertikaalse tuuliku kõrgust. Torud on fikseeritud omavahel läbivate poltidega. Horisontaalne tuulik on konstruktsiooni põhitoe küljes S-kujulise detailiga. Kõik detailid on omavahel poltidega ühendatud, nõnda on võimalik konstruktsiooni osade kaupa paigaldada. Mõningate detailide valmistamisel on kasutatud ka keevisliidest ehk keevisõmblust.
Päikesepaneeli ja katuse vahel on ca 5 cm suurune vahe, et mitte takistada vihmavee ja lume liikumist. Paneel ise on katusega paralleelne. Päikesepaneeli külge on kinnitatud ka ilmajaama sademete andur.
Näidislabor on varustatud kolme alternatiivenergia generaatoriga, mille tehnilised andmed on toodud järgnevalt:
|
Horisontaalne tuulegeneraator
|
Päikesepaneel
|
Kõikide seadmete kaablid on viidud katuse alla pööningule, kust nad kulgevad edasi juba laborisse. Nii välised kui ka laborisisesed kaablid on paigutatud kaablikarbikutesse.
Laboriruumi seinal asub kompaktne stend, mis millel asetsevad tuulikute laadimisseadmed, inverter pinge muutmiseks, mõõtekarp ja arvuti, mis kogub mõõteandmeid ja edastab need kindlaksmääratud veebilehele internetis. Lisaks on stendil veel ilmajaama andmete vastuvõtmise baasjaam. Andmeid saab vaadata ka kohapeal - selleks on stendi kõrval puutetundlik monitor.
1 – vertikaalse tuulegeneraatori laadimiskontroller; 2 – horisontaalse tuulegeneraatori
laadimiskontroller; 3 – inverter; 4 – arvuti; 5 – ilmajaama baasjaam; 6 – mõõtekarp.
Mõõtekarpi, mis kogub mõõdetavaid andmeid, on ühendatud nii pinge kui ka voolusensorid. Kasutatavad voolusensorid põhinevad Halli efektil, mis seisneb elektrivälja tekkimises magnetväljas asetsevas vooluga juhis. Elektriväli on nii magnetväljaga kui ka voolu suunaga risti. Halli efekti põhjustab laengukandjate kõrvalekaldumine magnetvälja mõjul risti voolu suunaga. Halli sensoreid kasutatakse magnet- ja elektriväljade tugevuse mõõtmisel. Kuna vooluga juhi poolt tekitatud magnetvälja tugevus on võrdeline vooluga, kasutatakse Halli sensoreid ka vooluandurites. Ilmajaamast ning mõõtekarbist saadud andmed kogutakse arvutis töötavasse MySQL andmebaasi, kust need on interneti kaudu jälgitavad.
Veebilehel kuvatava ilmajaama graafiku näidis.
Lisaks kirjeldatud süsteemile hõlmab õppelabor ka teoreetilisi materjale, ülesandeid ning laboratoorsete tööde juhendeid, mida saab kasutada eelnevalt kirjeldatud seadmete õpetamisel või nendega töötamisel. Lisaks tuule- ja päikeseenergiaalastele mõõtetöödele hõlmavad materjalid ka selliseid teemasid nagu energia muundamine ja salvestamine, tuumaenergia, geotermiline energia, hüdroenergia ning fossiilkütused.
Küsi pakkumist või personaalset tutvustust – Kontakt