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Generatore ibrido di alimentazione di emergenza di disegno degli allievi di ingegneria

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Due cose sono spesso limitate nel guaime di un disastro naturale: elettricità e combustibile. Una squadra di allievi di ingegneria all'università internazionale della Florida ha progettato e costruito un generatore ibrido di emergenza che non usa combustibili fossili.

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Sfrutta il potere di luce solare e di vento, accoppiato con una banca della batteria per immagazzinaggio, per fornire l'elettricità nelle zone disastro-impressionanti. Come confronta ad un generatore fossil-fueled?

Dimensioni

Pesando dentro a 215 libbre (98 chilogrammi), l'unità può essere trasportata dal piccolo camioncino o da SUV. La turbina di vento è di 59 pollici (1.5 m) di diametro; la relativa torretta è di 149 pollici (3.8 m) alti, allungabile ad un'altezza massima di 203 pollici (5.2 m). Il pannello di PV è di 47 pollici (1.2 m) largamente e la banca della batteria sono di 32 pollici (0.8 m) largamente.

PV

Un singolo pannello solare monocristallino da 100 watt fornisce la maggior parte del potere per questa unità. Monocristallino è un po'più costosi dei pannelli solari policristallini più comuni, ma i pannelli monocristallini sono più efficienti. Un giorno pieno di sole in una zona temperata, il pannello può generare circa 500 watt-ora di energia al giorno - ancor più nei climi tropicali. Con il prezzo dei pannelli solari che sono così bassi, I? m. sorpresa quello didn? usi due di t o più pannelli in questo sistema. (Più su quello più successivamente.)

Dimensioni

Pesando dentro a 215 libbre (98 chilogrammi), l'unità può essere trasportata dal piccolo camioncino o da SUV. La turbina di vento è di 59 pollici (1.5 m) di diametro; la relativa torretta è di 149 pollici (3.8 m) alti, allungabile ad un'altezza massima di 203 pollici (5.2 m). Il pannello di PV è di 47 pollici (1.2 m) largamente e la banca della batteria sono di 32 pollici (0.8 m) largamente.

PV

Un singolo pannello solare monocristallino da 100 watt fornisce la maggior parte del potere per questa unità. Monocristallino è un po'più costosi dei pannelli solari policristallini più comuni, ma i pannelli monocristallini sono più efficienti. Un giorno pieno di sole in una zona temperata, il pannello può generare circa 500 watt-ora di energia al giorno - ancor più nei climi tropicali. Con il prezzo dei pannelli solari che sono così bassi, I? m. sorpresa quello didn? usi due di t o più pannelli in questo sistema. (Più su quello più successivamente.)

In realtà, ad un'altezza del mozzo di soltanto 173 pollici (4.4 m), la velocità del vento tipica sono molto bassi. Infatti, la maggior parte dei programmi del vento danno più di due volte la velocità a 33 piedi (10m) - l'altezza del vento di questa torretta. Per la discussione, lasci? la s dice che la velocità del vento media è 3.6 m/s (8 mph). Il potere massimo nel vento, dato quella velocità e la zona profondo dal rotore, è di circa 50 watt. La maggior parte di piccole turbine di vento sono circa 30% efficienti (nel migliore dei casi), in modo da in questo piano d'azione la turbina genererà circa 15 watt di potere. Se quello? il vento costante dello S.A., allora la turbina produrrebbe 360 watt-ora al giorno. (Un'analisi dettagliata di piccole turbine di vento, verifichi il mio articolo sulle turbine di vento del tetto.)

Immagazzinaggio

Un accoppiamento di 12V, 115 ah batterie marine del ciclo profondo di Everstart fornisce fino a 2760 Wh di immagazzinaggio - sufficiente per illuminazione di soccorso ed elettronica piccola di carico. Mentre potrebbe alimentare una piastra riscaldante per un breve periodo, penso che una piccola stufa di accampamento con un cilindro del propano sia stata una migliore fonte di calore per cucinare.

Sulla base dei miei calcoli di potere, richiederebbe i circa tre giorni completamente per caricare le batterie usando il potere rinnovabile. Naturalmente l'unità arriverebbe con le batterie completamente caricate, in modo da il PV ed il vento dovrebbero superare fuori dalle batterie piuttosto loro da zero.

Invertitore

Un invertitore modificato Cen-Tecnologia economica dell'onda di seno gira la batteria? la CC di s ha prodotto in corrente alternata. Può trasportare continuamente 1500 watt e fino a 3000 watt in breve gli scoppi. Purtroppo questi piccoli invertitori sono soltanto circa 87% efficienti.

Uscita

Secondo il comunicato stampa, questo generatore ibrido è capace della produzione dei 1.5 KWH di energia al giorno. Dai miei calcoli, che sono abbastanza generoso per quanto la velocità del vento, esso? s probabilmente da produrre circa la metà di quella quantità.

Solare, vento, o entrambi?

La ragione per cui i progettisti un solare ed il vento è perché? re complementare - i giorni pieni di sole tendono ad essere calmi, mentre i giorni nuvolosi sono spesso ventosi. Inoltre, la turbina può generare il potere alla notte, presupponente che il vento stia saltando. Alla scala pratica che funziona bene perché le grandi turbine di vento sono venti portate e più efficienti di più alta velocità. Ma le piccole turbine sulle brevi torrette producono così poca energia che? re solitamente non degno la spesa e la complessità. Alcuni disegni non possono essere ridotti efficace; ciò è uno di loro.

Come potete vedere dai numeri, sarebbe più redditizia usare i pannelli solari supplementari e un più grande sistema di memorizzazione che includere una piccola turbina di vento. Per il costo del generatore a magnete permanente (non neppure compreso le lamierine e la torretta), un altro pannello solare di 100 W potrebbe aggiungersi. Anche un giorno nuvoloso, ritengo sospetto che i pannelli di PV ancora genererebbero più energia che la turbina di vento.

Perché non un generatore della benzina?

Nel mio garage ho un generatore di emergenza che pesa 140 libbre e $450 costati quando lo ho comprato in 2011. Può trasportare continuamente 3500 watt, finchè ho un rifornimento di benzina. E quello? s la chiave: finchè ho combustibile. Per un'emergenza di breve durata, un generatore della benzina è la fonte più certa e più redditizia di potere.

Quando Superstorm Sandy ha colpito la Costa Est degli Stati Uniti, il potere era fuori per le settimane ed i rifornimenti di combustibile erano severamente limitati. Alcuni residenti che hanno avuti pannelli solari stavano lasciando i loro telefoni delle cellule della carica dei vicini ed altri dispositivi portatili. Quello? s dove un generatore portatile che usa l'energia rinnovabile può fare una differenza. Ma I? il salto di d la turbina di vento ed aggiunge i pannelli più solari, o comprende un'opzione del generatore come i sistemi energetici X3 del militare-grado (e molto più costoso).

Esso? s un progetto dell'allievo di ingegneria

Un obiettivo di questo progetto era di indicare che uno potrebbe produrre un generatore acquistabile di emergenza che usa soltanto l'energia rinnovabile. In questo caso, gli allievi hanno sviluppato con successo un prototipo funzionale per circa $1700. Ma il più grande obiettivo di un progetto di disegno dell'allievo è di imparare le ingegneria delle conoscenze del mondo reale. Se sterà progettando una versione commerciale di questo, I? la d va con tutta la di vento nessuna e solare turbina. Ma per un progetto del codice categoria, esso? la s importante che gli allievi imparano i concetti meccanici si è associata con una turbina di vento, perché quei stessi concetti si applicano ad altri sistemi meccanici. Quando prova in loco l'unità nelle circostanze realistiche, io li pensano? il ll impara che alcuni disegni possono essere regolati verso l'alto o verso il basso ed ancora funzionare efficace, mentre altri - come piccolo complementare del vento solare - indossano? la t risolve così bene.

In generale esso? progetto di disegno maggiore lodevole dello S.A. che ha generato un prodotto utile ed attira l'attenzione sull'esigenza dei generatori che indossano? la t conta sui combustibili fossili.