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ENCICLOPÉDIA DE RÁDIO ELETRÔNICA E ENGENHARIA ELÉTRICA Fonte de água movida a energia solar. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica
Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / Fontes de energia alternativa A visão e o som da água corrente são os mais reconfortantes, seja um riacho suavemente murmurante ou uma cachoeira barulhenta. Nada se compara a eles. Infelizmente, nem todo mundo tem acesso à felicidade de ter seu próprio milagre da natureza. No entanto, você pode usar uma substituição quase equivalente. Cantada pelos antigos gregos, a fonte escultural combina a tranquilidade da natureza e a arte do homem. Em nosso design, essa harmonia é ainda mais acentuada: foi adicionada uma inovação tecnológica que aproveita a energia do sol. Fontes As fontes podem ter uma grande variedade de formas e tamanhos - de sutis a muito impressionantes. Quando pensamos em fontes, muitos de nós pensamos nas figuras graciosas de deusas mitológicas, o fino trabalho dos grandes mestres do passado. Estas são, naturalmente, fontes de estilo clássico. No entanto, as fontes podem ser muito diversas em estilo. Hoje em dia, há uma tendência em criar pequenas fontes para o pátio. Uma grande variedade de fontes baratas pode ser usada, por exemplo, em jardins de infância e creches. Uma novidade nessa área é a fonte em miniatura interna, que pode ser colocada no canto da sala ou sobre a mesa. Como funciona a fonte Independentemente do tipo de fonte que você escolher, você precisará dos mesmos componentes básicos para fazê-la. Primeiro, é um tanque de água, que geralmente fica dentro da escultura. Em segundo lugar, um dispositivo para circulação de água. O mecanismo da fonte é muito simples. Ele opera em um circuito fechado, como mostrado na Fig. 1. Em primeiro lugar, o tanque é enchido com água. A partir dela, a bomba fornece água através do abastecimento interno de água para a parte superior da estrutura, de onde ela cai livremente. A água cai em cascata na piscina e o ciclo se repete.
Como o sistema de encanamento da fonte é parte integrante do seu projeto, estaremos interessados apenas na circulação da água e na escolha do tipo de bomba e fonte de energia fotovoltaica necessários para isso. Bombas de água Como as fontes, as bombas vêm em uma variedade de formas e tamanhos. As bombas são selecionadas com base em duas características. Em primeiro lugar, a quantidade de água que a bomba pode bombear em um determinado período de tempo. Uma bomba típica bombeia 40 litros de líquido por minuto, ou 40 l/min. Em segundo lugar, a pressão sob a qual a água é fornecida. A pressão da água é como a tensão elétrica em um circuito. Claro que a água tem peso (1 litro de água pesa 1 kg). Assim, se você pegar um tubo vertical e enchê-lo com 10 litros de água, o peso total na base do tubo será de 10 kg. Se a área da seção transversal do tubo na base for de 5 cm2, é necessária uma pressão de pelo menos 2-105 Pa (2 atm.) para levantar essa coluna de água. Portanto, a pressão na extremidade de saída da bomba determina a altura para a qual a água pode ser bombeada. Essa pressão é chamada de carga hidrostática. A altura manométrica é inversamente proporcional à vazão do fluido: por exemplo, à medida que a carga diminui, a vazão aumenta. No entanto, dificilmente você precisará calcular os parâmetros da bomba, a menos que você mesmo faça uma fonte. Para a maioria dos projetos de fontes pré-fabricadas, você pode selecionar imediatamente a bomba de tamanho certo para obter o resultado desejado. Ao escolher uma bomba para sua fonte, dê preferência a um aparelho de baixa tensão. Existem várias razões para isso, e uma delas é garantir a segurança na interação de água e eletricidade. Essa combinação às vezes é fatal. A experiência sugere que uma bomba de 12 V é a melhor. Em primeiro lugar, existem muitas dessas bombas e elas podem ser compradas em lojas de peças, incluindo concessionárias de automóveis. Confira a seção que vende limpadores de para-brisa, bombas elétricas de combustível e injetores de água. Bateria solar Outro motivo para escolher uma bomba de 12V é devido aos conversores fotovoltaicos que irão alimentá-la. Os módulos produzidos em série são projetados para carregar uma bateria de chumbo-ácido de 12 volts. Eles geralmente são produzidos em seções, cada uma com uma tensão de 12 V, o que é bastante adequado para nossos propósitos. Essa padronização levou ao desenvolvimento de células solares com uma ampla variedade de características de corrente e potência, o que possibilita a escolha do conversor fotovoltaico pronto para uso. Ao usar uma fonte de alimentação de 12 volts e bomba, a tensão é ajustada automaticamente. Por outro lado, a corrente de saída do painel solar deve corresponder ao tipo de bomba.
Na maioria dos casos, você pode encontrar dados sobre a corrente consumida na carcaça da bomba. No entanto, você precisa saber o que esses dados significam. A corrente consumida pela bomba geralmente é medida em condições extremas de operação (na pressão e volume máximos de água bombeada). O valor atual correspondente a essas condições é indicado na carcaça da bomba. No entanto, se a bomba não estiver sendo usada em todo o seu potencial, uma corrente mais baixa será suficiente. É verdade que seu valor é difícil de determinar com antecedência. A seguir, descrevemos como fazer uma fonte de design típico, o que permitirá que você entenda mais claramente o problema como um todo. Fazendo uma fonte Primeiramente, foi encomendada uma fonte para o pátio, para a qual foi necessária a aquisição de uma bomba com capacidade de 10 l / min a uma pressão de 2-105 Pa (2 atm). Os parâmetros da bomba foram especificados nas instruções de operação. Em seguida, encontraram uma bomba de pressão do mesmo tipo que é usada nos sistemas hidráulicos dos ônibus. De acordo com suas especificações, a bomba fornecia a vazão que eu precisava com uma pressão maior (que a necessária). O motor foi projetado para uma tensão de 12 V e uma corrente de 7 A. Após a instalação da bomba na fonte, esta foi conectada a uma fonte de alimentação de 12 V. Utilizando um amperímetro conectado em série com a fonte, verificou-se que em condições normais a bomba consome uma corrente de 2 A. Deve-se ter em mente que isso se aplica a um exemplo específico. O desenho da fonte pode diferir do acima, mas é necessário agir de maneira semelhante. A corrente consumida acabou sendo significativamente menor que o valor de 7 A, indicado na carcaça da bomba. A próxima tarefa foi escolher uma bateria solar que gerasse uma corrente de 2 A a uma tensão de 12 V. Não foi difícil, embora, é claro, eu quisesse focar no design mais conveniente. Ao final, foi escolhida uma bateria do tipo ASI-2000, fabricada pela ARCO Solar. A escolha acabou dando certo. Em plena luz do sol, a bomba lança um jato de água a uma altura de 30-45 cm acima do topo da fonte. No entanto, a altura do jato depende das condições de luz. Quando os raios do sol da manhã incidem sobre o painel solar, surge um pequeno filete. Embora não seja tão impressionante, a imagem é agradável. Ao meio-dia, a fonte aparece em todo o seu esplendor, pois o conversor fotovoltaico gera a potência máxima. Ao pôr do sol, a força do jato diminui novamente e, finalmente, a fonte para de funcionar. É claro que condições não muito favoráveis \uXNUMXb\uXNUMXbde luz solar também afetam o funcionamento da fonte. Devido à evaporação, a água deve ser adicionada ao sistema. Em geral, não é aconselhável que a bomba funcione sem água, pois pode ocorrer uma avaria. No inverno, é claro, o possível congelamento deve ser evitado. Autor: Byers T.
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