FOTD Little Blue Dune Buggy/ru

Аннотация

Друзья дюн , клиент, объединились с классом введения в проектирование инженерного дела Cal Poly Humboldt для проектирования и строительства различных аспектов Humboldt Coastal Nature Center (HCNC). Команда Little Blue Dune Buggy была сформирована для проектирования и внедрения освещения тропы от парковки до конкретных мероприятий, проводимых в HCNC. Little Blue Dune Buggy состоит из Кайла Сайпса , Кайла Пейджа , Лейтена Мартинеса и Кертиса Бодри . Многочисленные сеансы мозгового штурма привели к нескольким альтернативным решениям для освещения тропы. Каждое из этих решений сравнивалось и оценивалось в соответствии с тем, насколько хорошо они соответствовали заданным критериям. Окончательное решение было выбрано в результате этого процесса и нескольких обсуждений с клиентом. Реализованное решение представляет собой расположенную на месте зарядную станцию ​​на солнечной энергии.

Фоновое

С 1982 года некоммерческая организация «Друзья дюн» (FOD) содействует сохранению прибрежных территорий. FOD проводит многочисленные восстановительные работы на уровне местных сообществ, а также образовательные программы и экскурсии. Кэрол Вандер Меер является представителем FOD и встречается с нами еженедельно. На протяжении всего процесса проектирования она подчеркивала важность освещения тропы для специальных мероприятий, проводимых в ночное время. Освещение будет установлено от парковки до HCNC для этих вечерних мероприятий.

Формулировка проблемы и критерии

формулировку проблемы

Критерии

Указанные критерии, обсуждавшиеся группой с клиентом, перечислены ниже по шкале от 1 до 10.

финального дизайна

Окончательный дизайн начинается с солнца. В конструкции реализованы две фотоэлектрические панели, рассчитанные на (6 вольт и 65 ватт каждая), которые будут использовать энергию солнца для освещения тропы. Обе солнечные панели были подарены Backwoods Solar . Эти солнечные панели будут установлены на вершине недавно построенного сарая в Friends of the Dunes , а электрические компоненты будут размещены внутри. При использовании панели будут расположены под углом, чтобы они могли лучше всего улавливать входящий солнечный свет. Панели будут удерживаться под углом с помощью стержня, прикрепленного к панели с помощью шарнира. Этот стержень фиксирует панели на месте под углом 38 градусов, что подходит для сбора энергии. Проводка будет проходить от задней части солнечных панелей в сарай и подключаться к контроллеру заряда (10 ампер) . Контроллер заряда предотвращает перезарядку машины и устраняет риск возгорания или взрыва из-за перезарядки. Проводка от контроллера заряда также ведет к инвертору мощности (300 Вт) , который преобразует постоянный ток, собранный солнечными панелями, в переменный ток, который будет использоваться для зарядки фонарей. Два сетевых фильтра будут подключены к инвертору, чтобы обеспечить одновременную зарядку 10 фонарей. Зарядные кабели для фонарей будут подключены к сетевым фильтрам и проложены через небольшие отверстия на боковой стороне устройства. Затем кабели могут быть подключены к фонарям, которые будут висеть на крючках на внутренней стене или прикреплены магнитами к металлическим стенам сарая. Фотографии в разделе «Как построить» ниже показывают электрические компоненты, используемые в проекте. Панель для системы установлена ​​наверху недавно построенного сарая, а электрические компоненты постоянно находятся внутри запертого сарая.

В проекте используются десять светодиодных фонарей LED 130 мощностью 3,5 Вт, предоставленных Cooper Industries . Для полной зарядки каждого фонаря требуется около 4 часов солнечного света. В течение года фонари будут заряжаться разное время из-за разной интенсивности солнечного излучения в каждом месяце. Время зарядки можно рассчитать с помощью таблицы, представленной в разделе «Результаты испытаний». После зарядки фонари можно хранить до мероприятия, требующего освещения тропы. Благодаря высокой световой отдаче каждого фонаря, для достаточного освещения тропы не понадобятся все десять фонарей. Это позволит волонтерам на мероприятии заменить любой фонарь, который может выйти из строя во время мероприятия, на полностью заряженный. Фонари будут установлены вдоль тропы на отдельных планках под углом к ​​земле.

Стоимость

Часы проектирования

На изображении справа показано общее количество часов, затраченных на каждый раздел дизайн-проекта. Общее количество часов, затраченных на проект, составило 373.

Стоимость материалов

Ниже представлена ​​стоимость каждого компонента солнечной зарядной станции. Значительное снижение стоимости произошло благодаря пожертвованиям от Cooper Industries , Backwoods Solar , Solar Racks и Nature Joe. Общая стоимость солнечной зарядной станции составила 162,37 доллара США. Прогнозируемая общая стоимость проекта составила 800,75 доллара США.

Время обслуживания

Расходы на техническое обслуживание солнечной зарядной станции указаны в таблице ниже. Зарядная станция требует минимального количества работ по техническому обслуживанию в год. Максимальное время обслуживания системы составляет 70 минут в год.

Результаты тестирования

В ходе тестирования нашей системы солнечных панелей мы убедились, что по всей системе поступает достаточно энергии. В таблице ниже указано количество дней, необходимое солнечной батарее для зарядки ламп, в зависимости от пиковых часов солнечного света в каждом месяце.

В таблице ниже показано напряжение на каждом компоненте системы. Эти значения отражают величину напряжения, полученного при постоянном (DC) или переменном (AC) токе. Эта информация была получена с помощью мультиметра на месте.

Как построить

• 
  Шаг 1: Установите солнечную панель.
• 
  Шаг 2: Протяните провода через крышу.
• 
  Шаг 3: Подключитесь к контроллеру заряда.
• 
  Шаг 4: От контроллера заряда к аккумулятору.
• 
  Шаг 5: От контроллера заряда к инвертору.
• 
  Шаг 6: От инвертора к сетевому фильтру(ам), а затем к светильникам.
• 
  Внутренняя проводка.
• 
  Завершенный проект.
• 
  Дорожка от парковки.
• 
  Вид с воздуха на реализованное освещение трассы.

обсуждение

Наш окончательный проект был выбран с помощью метода Дельфи и наилучшим образом соответствовал критериям клиента. Проект обеспечивал достаточное освещение тропы в ночное время. 10 фонарей от Cooper Industries заряжаются с помощью фотоэлектрической системы. Именно благодаря фотоэлектрической системе проект соответствовал критериям соответствия используемого материала, а также требованиям клиента к автономному источнику энергии для освещения. При строительстве сарая были использованы местные ресурсы: переработанная древесина и повторно используемые морозильные панели от Safeway. В целях безопасности все электрические компоненты системы заперты в сарае, доступ к которым имеют только рабочие и волонтеры из организации «Друзья дюн». Система также заземлена на стальной стержень, зарытый под сараем, для защиты от потенциального поражения электрическим током.

ссылки