Engr 305 solar learning station/pt

A UTC no México construiu uma Estação de Aprendizagem Solar com a ajuda e orientação de Lonny . Construímos uma versão local da estação de aprendizagem para ser usada na instrução de alunos, professores e visitantes. Ao construir uma estação aqui, alcançamos o duplo objetivo de ajudar as pessoas a aprenderem sobre energia fotovoltaica e, ao mesmo tempo, adquirirmos conhecimento prático e aprofundado sobre sistemas fotovoltaicos.

Descrição dos Objetivos e Propósitos

O objetivo do projeto era aprimorar o sistema da UTC e produzir uma estação de aprendizagem funcional, prática, portátil e didática. Ao atender aos critérios mencionados abaixo, esperamos estimular e fomentar o interesse em sistemas fotovoltaicos entre alunos, professores e visitantes. Esta estação será utilizada por alunos, professores e pela comunidade da HSU como uma demonstração prática de energia fotovoltaica . Estamos buscando aprimorar o projeto criado pela Estação de Aprendizagem Solar da UTC , aprendendo com o processo deles e adicionando o máximo possível. A estação ficará localizada na HSU. Esperamos que ela diminua o receio do desconhecido e desperte o interesse pelo uso da tecnologia fotovoltaica no maior número possível de locais. Criamos um modelo ainda mais durável, educativo e fácil de usar do que o desenvolvido pela equipe da UTC, com base no conhecimento e na funcionalidade que eles forneceram.

Revisão de Literatura

Tem havido muita discussão e produção acadêmica sobre o projeto, instalação e manutenção de sistemas fotovoltaicos. Como o objetivo deste trabalho é despertar e fomentar o interesse em energia fotovoltaica em pessoas com ou sem experiência na área, apresentamos uma visão geral da literatura histórica sobre energia fotovoltaica aplicada ao nosso projeto. Revisão da literatura .

critérios

cronograma proposto

Etiquetas para componentes

A seguir, estão as etiquetas dos componentes do sistema. Elas foram laminadas e fixadas com velcro para que possam ser usadas no aprendizado sobre o sistema, combinando os números do velcro com os números em uma folha similar fornecida com a estação.

1 painel

Conjunto de células fotovoltaicas projetadas e instaladas no painel de acordo com a configuração em série ou em paralelo.

Célula

Quadrados finos, discos ou películas de material semicondutor que geram tensão e corrente quando expostos à luz solar.

Conector CC fêmea duplo

Conecte o painel nesta área. Isso nos permite trocar e testar vários painéis.

Conector fêmea para carga CC

Conector para fornecer energia a uma carga CC

Controlador/Monitor de Carga Solar 3

Monitora a tensão da bateria, a corrente do conjunto de painéis solares e regula a tensão da bateria para evitar sobrecarga.

Bateria selada 4-AGM (Absorbed Glass Mat)

Armazenamento de energia elétrica CC.

5 inversores

Converte a corrente contínua (CC) gerada pelo painel em corrente alternada (CA) utilizada pelas residências.

Disjuntor de 6 circuitos

Um tipo de proteção contra sobrecorrente. Quando a corrente excede a amperagem nominal de um disjuntor, o circuito se abre e interrompe toda a corrente.

Fusíveis

Protege diferentes componentes do sistema, criando uma desconexão quando a corrente excede os valores nominais ou de segurança.

7 tomadas

Tomada para conectar aparelhos de corrente alternada.

Interruptor e lâmpada

Dispositivo para indicar o consumo de energia CA, ligando e desligando-a.

8-Desconexões/Interruptores CC

Um dispositivo de comutação usado para conectar ou desconectar componentes de corrente contínua (CC) de um sistema fotovoltaico, seja por segurança ou quando é necessária manutenção.

construção da estação

Após reunirmos todos os materiais necessários para a construção desta estação de aprendizagem solar, passamos um fim de semana pintando (Fig. 1) a madeira compensada e organizando (Fig. 2) os componentes do sistema. Instalamos os componentes e conectamos os fios, tentando encontrar a melhor rota (Fig. 3) para interligar os fios. Em determinado ponto, os fios se dividiram, com um par indo para a bateria e outro para o inversor, então optamos por usar conectores de derivação. A fiação do sistema (Fig. 4) foi uma experiência de aprendizado, especialmente no que diz respeito à parte de corrente alternada (CA). As instruções que tínhamos para o disjuntor não eram claras o suficiente para interpretá-las. Após algumas orientações de Lonny, conseguimos conectar e colocar a parte de CA do sistema em funcionamento (Fig. 5).

A diferença na fiação das partes CC e CA do sistema é que a CC possui apenas dois fios: um positivo (vermelho nesta estação) e um negativo (azul nesta estação), enquanto a CA possui três fios: um fase (preto), um neutro (branco) e um terra (verde). Após a instalação do sistema, aguardamos um dia ensolarado para testar a parte CC e percebemos que tínhamos dois controladores de carga no sistema. Também descobrimos que o conector macho CC do painel solar estava com defeito e precisava ser substituído (Figura 6).

Em seguida, precisávamos de uma tampa para evitar que muita sujeira ou outras substâncias nocivas reduzissem a vida útil dos componentes da estação. Tínhamos um pedaço de acrílico de 60 x 90 cm e alguns suportes de alumínio. Como não conseguimos encontrar uma maneira fácil de construir uma tampa, decidimos usar uma borda de madeira e parafusar o acrílico nela. Isso facilitou a fixação de dobradiças e alças na tampa para facilitar o acesso (Figura 7). O toque final na estação foi etiquetar os componentes, laminar os números e fixá-los com velcro para que pudessem ser associados a cada componente (Figura 8). Para torná-la interativa, quem usa o painel precisa descobrir ou adivinhar quais números correspondem a quais componentes. Colocamos uma legenda laminada com todos os componentes e suas funções, juntamente com os números correspondentes, além de instruções simples de uso e segurança.

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  Figura 1: Bob colocando a mão na massa pintando o sistema!
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  Figura 2: Layout dos componentes da estação de aprendizagem fotovoltaica
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  Figura 3: Bob instalando o disjuntor CA
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  Figura 4: Estação de Aprendizagem Solar quase toda instalada.
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  Figura 5: Está funcionando! Testando a parte CA do sistema.
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  Figura 7: Tudo pronto, mas precisa ser etiquetado.
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  Figura 8: Etiquetas laminadas com velcro
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  Figura 9: Pronto para HSU!

Testando

A fase de testes do nosso projeto foi desafiadora, mas nos permitiu aplicar o que aprendemos em nosso próximo projeto. Realizamos diversos testes, pois precisávamos atender aos critérios estabelecidos, além de garantir que o dispositivo funcionasse corretamente. Testamos sua funcionalidade, portabilidade, adaptabilidade, facilidade de uso, segurança e facilidade de utilização. Obviamente, funcionou, mas ao testá-lo com nossos colegas, uma falha de projeto já existente reapareceu. O conector fêmea do painel e a fiação precisam ser de melhor qualidade e durabilidade. Corrigimos isso. Comprovamos que duas pessoas conseguem movê-lo (na verdade, uma só consegue, já que Bob o colocou e retirou repetidamente de seu trailer até que o tempo finalmente nos presenteou com um belo dia). Testamos sua adaptabilidade conectando diferentes dispositivos alimentados por corrente alternada (carregador de celular) e corrente contínua (carregador de celular para acendedor de cigarros). A estação de aprendizagem é bastante intuitiva, com componentes claramente identificados e descrições simples. Em termos de segurança, implementamos diversos dispositivos de desconexão e fusíveis. Também adicionamos instruções para ligar e desligar o sistema. Por fim, os alunos da disciplina ENGR 305 - Tecnologia Apropriada afirmaram que o aspecto prático de observar e acompanhar os componentes e o circuito elétrico foi fundamental para o seu processo de aprendizagem. Eles até nos ajudaram a identificar e solucionar o problema com o plugue/conector!

de segurança

Para obter o melhor e mais seguro uso deste sistema, siga os passos abaixo antes de começar a usá-lo.

• Certifique-se de que os dois interruptores prateados pequenos e o interruptor preto maior estejam desligados (para baixo).
• Nenhum fio está conectado à bateria.
• Certifique-se de que o inversor de energia esteja desligado.
• Certifique-se de que o interruptor de luz esteja desligado.

Operação de

Após seguir todos esses passos, inicie as instruções. Como sempre, sinta-se à vontade para instruir da maneira que preferir. Contanto que as instruções de segurança sejam seguidas, escolha seu próprio diálogo e a ordem dos passos.

• Peça aos alunos que coloquem o número do velcro correspondente ao lado do componente correspondente.
• Após a conclusão, você pode conectar o painel ao conector CC fêmea à esquerda da estação, se estiver olhando de frente para ela.
• Neste ponto, você pode decidir quais etapas seguir e em que ordem, mas as etapas a seguir são apenas algumas sugestões.
• Conecte um dispositivo de carga CC, como um carregador de celular veicular ou outro dispositivo, ao conector fêmea de carga CC entre a bateria e o controlador/monitor de carga.
• Ligue o pequeno interruptor prateado próximo ao local onde o painel está conectado.
• Se houver sol, observe se o dispositivo CC está carregando ou funcionando. O monitor deve mostrar que a luz indicadora de corrente do painel está acesa e a tensão proveniente do painel.
• Conecte cuidadosamente o fio à esquerda da bateria, prendendo-o com um pedaço de fita azul, ao terminal negativo (à esquerda) da bateria.
• Conecte cuidadosamente o fio à direita da bateria, prendendo-o com um pedaço de fita vermelha, ao ponto correto (positivo) da bateria.
• Observe o monitor mostrando a luz indicadora de voltagem da bateria acesa.
• Mova o pequeno interruptor prateado abaixo da bateria para a posição "ligado" (para cima).
• Ligue o inversor
• Mova o interruptor preto para a posição "ligado" (para cima).
• Ligue o interruptor e a luz deverá acender.
• Dê as instruções conforme desejar.

Desligando

• Repita todos os passos, mas na ordem inversa.

Solução de problemas - se os componentes não estiverem funcionando

• Usando um voltímetro, em plena luz do sol, verifique cuidadosamente a tensão e a corrente em todos os pontos possíveis da estação, utilizando o seletor CA ou CC apropriado no voltímetro.
• Se a tensão ou corrente CC e/ou CA não for consistente em todo o sistema, observe onde o sistema está apresentando falhas.
• Você pode optar por substituir/reparar as peças e realizar novos testes ou entrar em contato com um associado da CCAT.

orçamento

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