Inseguitore Fotovoltaico
Di Manzato Andrea e Moras Fabio
classe 5^A ELT – 2011/2012
I.T.I.S Kennedy Pordenone
Introduzione
Cos’è?
A cosa serve?
Qual è il suo scopo?
Un inseguitore fotovoltaico è un sistema che
permette al pannello fotovoltaico di seguire il
percorso del sole durante la giornata per
aumentarne l’efficienza rispetto a uno fisso.
Il pannello carica le batterie che permettono di
alimentare piccoli carichi (lampade LED e
accendisigari come quello presente nelle
automobili)
In collaborazione con la Protezione Civile durante
le emergenze, prima di realizzare l’impianto
elettrico che richiede tempo, fornire ogni gruppo di
tende di un Inseguitore Fotovoltaico che soddisfi i
bisogni elettrici di base quali illuminazione e
ricarica di telefoni cellulari.
Storia del progetto
L’idea del progetto nasce verso novembre, e subito inizia la realizzazione pratica. Fin da subito l’idea di
lavorare ad un progetto trattante l’energia rinnovabile stimola il nostro interesse e iniziamo a progettare
ed a costruire. In laboratorio è già presente un inseguitore fotovoltaico, però è differente perché ha due
assi di rotazione, consente la modalità manuale e deve prendere l’alimentazione dalla rete.
Ma il nostro obiettivo è chiaro: deve essere in grado di funzionare da solo, deve resistere all’ambiente
esterno (pioggia, sole, polvere, terra, ecc.) ed essere funzionale (basta posizionarlo e, premendo un
interruttore entra in funzione).
La fase temporalmente più lunga è stata la realizzazione della struttura e delle parti meccaniche, perché
interamente pensata, progettata e discussa tra di noi con l’intervento dei professori in caso di bisogno.
Abbiamo usato quasi esclusivamente materiale già presente in laboratorio o siamo riusciti a recuperarlo
all’interno della scuola, chiedendo alle persone giuste.
Gli ultimi tre mesi di scuola sono stati dedicati alla parte elettrica: realizzazione del quadro, componenti e
circuiti, programmazione del PLC, passaggio dei cavi ecc.
Siamo molto soddisfatti del risultato perché nulla è lasciato al caso, tutto è stato realizzato in modo da
essere la migliore soluzione dal punto di vista tecnico ed estetico, in funzione del tempo avuto a
disposizione.
Relazione tecnica
Modalità di funzionamento:
IN FUNZIONE: i componenti sono alimentati
dalle batterie, il pannello si orienta verso la
fonte di
illuminazione più intensa che
“vede” e ricarica le batterie. Possono essere
attivati i carichi, dotati del proprio interruttore
di accensione. In caso di batterie scariche si
spengono i componenti (PLC, relè di
movimento motore, lampada di segnalazione
“in funzione”) e sarà presente una tensione
sbagliata all’uscita delle fotoresistenze, poiché
sottoalimentate. Il pannello ricarica comunque
le batterie.
IN CARICA: i componenti sono alimentati sia
dalla rete che dalle batterie, il pannello si
orienta. Possono essere attivati i carichi. Il
pannello ricarica comunque le batterie.
SPENTO: i componenti non sono alimentati, il
pannello non si orienta ma ricarica comunque
le batterie. Non possono essere attivati i
carichi.
Schema e componenti del progetto
Quadro generale
Output
Comandi utente
Motore
Nelle prossime pagine verranno trattati uno ad uno i componenti utilizzati per la realizzazione del progetto,
la loro funzione, il modo in cui sono stati utilizzati e caratteristiche dei dispositivi, indispensabili per
comprendere il funzionamento del sistema.
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Pannello fotovoltaico
PLC e sensori induttivi
Adattatore 24-10v
Batterie
Testa di lettura
Scelta di un solo asse di rotazione
Motore 24V DC
Barriere fisiche e protezioni elettriche
Output
Conclusioni
Sitografia e ringraziamenti
1. Pannello fotovoltaico
Qui affianco c’è la foto del pannello fotovoltaico
utilizzato. Per non ripetere la parte della tesina in
inglese non entro in dettaglio sul fotovoltaico, già
ampiamente spiegato prima. Sotto è riportata la
caratteristica esterna del pannello, misurata il 17
aprile 2012 nel giardino adiacente al laboratorio di
TDP, orientando il pannello verso il sole. Il punto di
lavoro sarà poco meno di 274 mA perché le batterie
vengono ricaricate a 24 V. La prova è stata effettuata
utilizzando un reostato da 1000 del laboratorio di
misure, un amperometro e un voltmetro.
Particolarmente complicati da rilevare sono gli ultimi
dati perché infime variazioni di resistenza variano
moltissimo sia corrente che tensione. Inoltre i tempi di assestamento della corrente sono lunghi (il valore
aumenta) e influisce moltissimo la corretta inclinazione e l’irradiazione sul pannello.
corrente tensione
V
mA
0
40,9
42,2
44,5
48,5
52,3
56,3
62,3
62,8
68,9
78
84,3
96,8
116,6
127,4
153
175
209
246
274
279
281
282
283
42,54
41,8
41,7
41,5
41,38
41,24
41,1
40,8
40,6
40,36
40,16
40
39,74
39,3
39,1
38,55
37,4
35,41
30,9
23,51
17,78
16,05
10,04
0,094
Caratteristica esterna
Tensione [V]
45
40
35
30
25
20
15
10
5
0
0
50
100
150
Corrente [mA]
200
250
300
2.PLC e sensori induttivi
Programmable Logic Controller (PLC) è un computer industriale specializzato in origine nella gestione dei
processi industriali. Il PLC esegue un programma ed elabora i segnali digitali ed analogici provenienti
da sensori e diretti agli attuatori presenti in un impianto industriale. La caratteristica principale è la sua
robustezza estrema, infatti normalmente il PLC è posto in quadri elettrici in ambienti rumorosi, con molte
interferenze elettriche, con temperature elevate o con grande umidità. Abbiamo usato il PLC Zelio
SR3B261BD (alimentazione a 24V DC, 10 ingressi digitali + 6 analogici, 10 relè in uscita, senza estensioni)
Programma: Per la programmazione del PLC abbiamo usato il software fornito dalla Schneider “ZelioSoft 2”
nel linguaggio grafico FBD.
Spiegazione:
L'ingresso analogico (0-10V) viene convertito in un numero da 0 a 255 (8 bit). I due blocchi comparatori per
il pilotaggio del motore (segnati con un’ellisse nel programma) verificano se il voltaggio dell’uscita tra le
due fotoresistenze è sbilanciato (condizione di non equilibrio di luce)allora provvedono ad azionare il
motore per portare all’equilibrio, se non è attivo il finecorsa induttivo. L’intervallo per il quale il motore è
considerato In equilibrio è compreso tra 4,6 e 5,4 V (120-140), altrimenti il motore verrebbe continuamente
alimentato in senso opposto fino a danneggiarlo.
Sensori induttivi:
Il pannello compie 180° di rotazione ogni giorno seguendo il percorso del
sole. Non deve farne di più, altrimenti attorciglia i cavi di alimentazione e
delle fotoresistenze. Per questo abbiamo messo due finecorsa induttivi
che, se sono attivi, non permettono il movimento del motore oltre quel
punto.
Abbiamo utilizzato dei sensori induttivi Omron NPN alimentati a 24 volt.
quando nelle vicinanze si presenta un oggetto realizzato in materiale
ferromagnetico: la comparsa di materiale ferromagnetico all'interno del campo magnetico, fa sì che il
campo stesso si chiuda meglio, con conseguente abbassamento della riluttanza. I circuiti interni del sensore
rilevano la variazione di riluttanza, e superata una certa soglia, fanno commutare il segnale d'uscita.
Dal sensore escono tre fili. Il marrone e il blu servono per
l’alimentazione, il nero porta l’alimentazione.
Per fissare l’albero del motore con l’asse (che porta la
trazione dal motore al supporto del pannello) abbiamo
utilizzato una vite (in figura) che serve anche come
azionatore dei finecorsa induttivi. Si noti che la distanza dei
sensori è regolabile appositamente perché, per far
commutare il sensore, è necessario che il materiale
ferromagnetico sia molto vicino (2-3 mm).
3. Regolatore di tensione 24-10V
Questo circuito serve per portare il segnale dalla testa di lettura al PLC. Infatti questa è alimentata a 24 V
ma il PLC accetta ingressi analogici da 0 a 10 V. Dopo ricerche e esserci informati in merito all’argomento
abbiamo trovato questo circuito che soddisfa le nostre esigenze:
Fissato R1 (in genere vengono utilizzati valori
di resistenza compresi tra 150Ω e 330Ω) si
può trovare il valore di R2 con la relazione del
circuito Vout=1,25*(1+R2/R1) oppure agire
come abbiamo fatto noi mettendo un
trimmer (resistenza variabile) e, tenendo
misurata l’uscita, abbiamo regolato il valore di
resistenza affinché sull’uscita ci fossero
effettivamente i 10 volt richiesti dall’ingresso
analogico del PLC.
LM 317
Per migliorare la riduzione di ripple espletata dall’integrato si connette un condensatore
da 10μF in parallelo ad R2. I condensatori elettrolitici utilizzati devono essere R2 connessi tenendo conto
della loro polarità.
LM 317 fornisce in uscita tensioni positive e correnti con valore massimo pari a 1,5 A.
Per proteggere l’integrato sono introdotti anche dei diodi come mostrato in figura. Il diodo D1 permette di
proteggere l’integrato al momento della chiusura dell’alimentatore. Il diodo D2 permette di scaricare il
condensatore CR2 nel caso l’uscita sia accidentalmente cortocircuitata. Anche per i diodi D1 eD2 si deve
tenere conto del verso di connessione, nell’esempio mostrato in figura si considera il caso dell’integrato
317.
4. 2x Batteria al piombo
FIAMM 12V 7,2Ah
Peso: 2670 gr.
Altezza Max (T): 101mm
Altezza (H): 95mm
Lunghezza (L): 151mm
Profondità (P): 65mm
La regolazione della carica di una batteria è un processo estremamente importante se si vuole
salvaguardare la durata della sua vita. Per garantire una corretta ricarica la corrente non deve
superare il 10% della capacità in Ah della batteria stessa. Per questo non ci sono problemi in
quanto il pannello a 24 V eroga poco più di 250 mA.
5.Testa di lettura
Questo dispositivo serve per l’orientamento del pannello in direzione del sole.
È composto da due fotoresistenze e dal materiale divisore opaco tra le due.
Le fotoresistenze sono resistenze che, per l’effetto fotoelettronico, se sono
colpite dalla luce diminuiscono il loro valore di resistenza. In tale maniera si
realizza una sorta di potenziometro attuabile tramite la luce anziché tramite
forze meccaniche o segnali elettrici. Fondamentalmente sono composte da
materiale semiconduttore. L'energia radiante fornita ad un semiconduttore
provoca la produzione di coppie elettrone-lacuna in eccesso rispetto a quelle
generate
termicamente
che
causa una diminuzione della resistenza elettrica del
materiale (effetto fotoconduttivo). Quando la
radiazione incidente viene interrotta i portatori di
carica in eccesso si ricombinano riportando
la conducibilità del semiconduttore al suo valore
iniziale in condizioni di oscurità.
Nel nostro caso il materiale divisore è di plexiglass,
non ha importanza il materiale, quanto che le
fotoresistenze siano elettricamente isolate l’una
dall’altra e che il materiale divisore non si lasci attraversare dalla luce. Chiaramente più sottile e alto è il
muro divisore, meglio avverrà il puntamento verso il sole.
Nell’ultima foto si può vedere la testa di lettura ultimata, dopo averla verniciata di nero (colore che assorbe
maggiormente la luce e non la riflette ne la lascia passare attraverso di sè).
6.Scelta di un asse solo di rotazione (azimuth)
Gli inseguitori solari permettono di captare circa
un 30% di irraggiamento in più rispetto ad un
impianto fotovoltaico fisso. Rispetto ad un
impianto fisso, l’investimento iniziale è
indicativamente
maggiore
del
25%.
Gli inseguitori solari sono utilizzati principalmente
per grandi impianti su terreno. Anche per questo
aspetto il nostro progetto è una novità.
Caratteristiche
degli
inseguitori
solari
La produzione del pannello è massima quando i
raggi del Sole lo colpiscono perpendicolarmente,
quindi con un angolo di 90 gradi. Nella maggior parte degli impianti fotovoltaici i pannelli vengono collocati
in modo fisso, con un orientamento ed una inclinazione che permetta di ottenere durante l’anno e durante
il giorno un angolo di incidenza con valore più alto possibile. Infatti il Sole si muove da Est a Ovest durante il
giorno, ad altezze diverse sia durante il giorno che durante l’anno. Sembra essere abbastanza intuitivo che,
per quanto riguarda l’orientamento di un pannello inclinato, quello ottimale sia in direzione Sud, in quanto
permette di ottenere il massimo grado di incidenza dei raggi solari, che hanno moto Est-Ovest simmetrico
rispetto al Sud. Per quanto riguarda invece l’angolo di inclinazione del pannello rispetto all’orizzontale
(angolo di tilt) per le latitudini italiani l’ottimale risulta essere dai 29° (Sud Italia) ai 32° (Nord Italia). Infatti
questa è l’altezza media del Sole sull’orizzonte durante la giornata e durante l’anno.
Un altro modo di rendere sempre massimo l’angolo di incidenza dei raggi solari con la superficie del
pannello è quella di muovere il pannello, e di orientarlo costantemente verso il Sole. Tramite motori pilotati
da un minicomputer, i pannelli si muovono seguendo il moto apparente del Sole da Est ad Ovest.
Il movimento può avvenire su due assi (variazione dell’orientamento e dell’inclinazione rispetto
all’orizzontale) oppure su un asse solo. In un inseguitore il movimento può avvenire sul solo asse verticale
(inseguitori di azimuth) oppure su quello orizzontale (inseguitori di tilt). A seconda dei movimenti previsti si
parla di inseguitore biassiale o monoassiale.
Per questo il nostro è un inseguitore solare di azimuth monoassiale.
I sistemi di “puntamento” degli inseguitori biassiali possono essere o “astronomici”, pilotati quindi da un
software che calcola la posizione del Sole in ogni istante e muove i pannelli di conseguenza, oppure a cellula
fotosensibile, in grado cioè di dirigere i pannelli verso la sorgente di luce più forte in ogni momento.
Il sistema di movimento di un inseguitore monoassiale è di solito di tipo astronomico, e prevede, a fine
giornata, il posizionamento del pannello ad inizio corsa, verso Est.
I più evoluti inseguitori sono dotati di un sistema di rilevazione della velocità del vento, che posiziona i
pannelli in posizione orizzontale in caso di venti forti. A fronte del vantaggio del maggior rendimento, si ha
di contro un maggior onere di manutenzione data la presenza di parti meccaniche in movimento.
Il nostro è il sistema più “rudimentale” di questi in quanto quello più economico.
Rendimento di un inseguitore solare
Come accennato, il fatto di variare l’inclinazione e/o l’orientamento dei pannelli conduce ad una maggiore
producibilità di energia elettrica. Orientativamente, un inseguitore monoassiale comporta una maggiore
produzione del 10-20% rispetto ad un impianto fisso, a seconda del tipo di montaggio e di movimento. Un
inseguitore biassiale, invece, può permettere un incremento della producibilità del 30 - 40%. a seconda dei
diversi modelli.
Perciò abbiamo scelto di realizzare
l’inseguitore con un asse solo di
rotazione. Per regolare l’angolo di
tilt (angolo di inclinazione rispetto
al terreno) abbiamo previsto una
scala graduata regolabile da 0° a
90°con indicatore che segna
l’angolazione come in foto:
Software per lo sviluppo del fotovoltaico:
Di seguito sono riportati due strumenti software validi per il fotovoltaico:
Il programma SunSim 7.1 è stato ideato e realizzato dall’ Ing. Francesco Groppi per calcolare in modo
semplice e veloce la quantità di radiazione solare disponibile per gli impianti solari fotovoltaici fissi e ad
inseguimento.
Di seguito è presentata un’immagine del funzionamento del programma, con coordinate geografiche di
Pordenone:
Questo invece è il sito web sviluppato dalla comunità europea
estremamente affidabili. Ente sviluppatore:
con funzionalità avanzate e dati
Institute for Energy del Joint
Research Center (JRC) della
comunità europea Photovoltaic
Geographical Information
System (PVGIS)
http://re.jrc.ec.europa.eu/pvgi
s/
7. motore in corrente continua
I motori in corrente continua, ed in particolare quelli a magneti permanenti, trovano applicazione come
attuatori nei servo sistemi grazie alla loro caratteristica di poter essere regolati in velocità in modo
relativamente semplice ed economico. I motori a corrente continua utilizzati nel campo dei controlli sono
quelli ad eccitazione indipendente, sovente del tipo a magnete permanente, di potenza inferiore al kW.
Azionamento dei motori in corrente continua:
1.
Azionamento ON-OFF
Il modo più semplice di comandare elettronicamente un motore in corrente
continua consiste nell’impiegare un transistor funzionante come interruttore e
di metterlo in serie al circuito di armatura del motore stesso (in questo progetto
il motore è alimentato in modo ON-OFF come in questo caso, da due relè, uno
per ogni senso di rotazione).
2.
Azionamento lineare
Nella figura seguente è rappresentato un semplice schema adatto a regolare
linearmente la velocità di rotazione. La tensione di ingresso Vi, regolata
tramite il potenziometro, viene trasferita sull’armatura del motore, a meno
della VBE del transistor, controllandone così la velocità di rotazione. Per ridurre
la corrente di base, spesso si sostituisce al semplice BJT uno in configurazione
Darlington, come si può vedere in figura.
3.
Azionamento impulsivo (PWM)
Un inconveniente del controllo di velocità lineare consiste nel fatto che il
transistor che pilota il motore è chiamato a dissipare una notevole potenza
(PT), soprattutto alle basse velocità.
Per questo motivo nel controllo dei motori si tende ad utilizzare la tecnica della modulazione a larghezza di
impulso (PWM: pulse width modulation). Il motore in corrente continua viene alimentato con una tensione
di armatura di andamento rettangolare con ampiezza VaM e periodo T costanti ma con ciclo utile d
variabile. Si rammenta che il ciclo utile d di una forma d’onda rettangolare è definito con il rapporto: d
=Ton/T
La frequenza della tensione di armatura viene scelta da qualche kHz in su, preferibilmente intorno ai 20
kHz, in modo da evitare la generazione e diffusione di rumore nella gamma delle frequenze udibili.
In realtà il motore, sia per la coppia resa che per la velocità, sente sostanzialmente il valore medio V am della
tensione di armatura, che a sua volta dipende dal duty cicle.
Ponti:
Finora non ci si è preoccupati di invertire il senso di rotazione del motore. Nel caso di un motore in corrente
continua a magneti permanenti occorre invertire la polarità della tensione di armatura. Per fare ciò si
utilizzano le configurazioni a semiponte e ponte intero.
8. Barriere fisiche e protezioni elettriche
Nella realizzazione del progetto sono state adottate molte precauzioni in fase di costruzione.
Innanzitutto più visibile di tutti sono gli angoli smussati delle lamiere di supporto per evitare lesioni da
parte delle persone che entrano in contatto con la macchina.
Nel collegamento, i conduttori con guaina rossa indicano la fase a 220V.
L’interblocco del quadro è stato effettuato solo con l’alimentazione monofase in quanto le apparecchiature
all’interno di esso sono tutte a bassissima tensione (24V). Per la protezione da sovracorrenti o cortocircuiti
sulla linea di carica abbiamo previsto un interruttore magnetotermico.
Nella realizzazione del quadro abbiamo tenuto conto di collegare ogni cosa in modo più ordinato possibile
unendo cavi che facevano percorsi simili, rispettando il colore dei cavi (nero o marrone per il +, azzurro o
blu per il - ). Fanno eccezione il giallo e viola, usati per il collegamento del motore, che sono + o – a
seconda del relè acceso, e il bianco usato per portare il segnale uscente dal circuito regolatore di tensione
della testa di lettura al PLC.
Il collegamento a terra, fatto tramite il cavo gialloverde è collegato alla massa del
quadro (a destra delle batterie) sulla struttura verde che è collegata a terra.
Le protezioni elettriche contro i contatti diretti sono evidenti, non ci sono
morsetti scoperti o parti in tensioni raggiungibili con le mani che possano causare
danni.
È presente un fusibile per salvaguardare le batterie dal cortocircuito e, per evitare
correnti di ritorno dalle batterie al pannello fotovoltaico (quando non è illuminato a sufficienza) abbiamo
previsto due diodi di non ritorno.
Ogni parte meccanica ed elettrica è stata assemblata in modo da avere elevati gradi di protezione contro
l’acqua e corpi esterni. In particolare ricordiamo la norma CEI EN 60529/1997 (ex CEI 70-1) classifica i gradi
di protezione degli involucri per apparecchiature elettriche. Il nostro progetto potrebbe avere un grado di
protezione IP 55 sul quadro, IP 23 sul motore, IP67 sulla scatola dei morsetti del pannello fotovoltaico e IP
65 sulla testa di lettura.
La prima cifra indica il grado di protezione contro la penetrazione di corpi solidi estranei.
La seconda cifra indica il grado di protezione contro la penetrazione di liquidi. Protetto contro:
1 Significato
2 Significato
0 nessuna protezione
0 nessuna protezione
1 corpi solidi superiori a 50 mm di diametro
1 caduta verticali di gocce d’acqua
2 corpi solidi superiori a 12 mm di diametro
2 gocce d’acqua o pioggia fino a 15° dalla verticale
3 corpi solidi superiori a 2,5 mm di diametro
3 gocce d’acqua o pioggia fino a 60° dalla verticale
4 corpi solidi superiori a 1 mm di diametro
4 spruzzi d’acqua da tutte le direzioni
5 le polveri (nessun deposito nocivo)
5 getti d’acqua
6 totalmente protetto contro le polveri
6 getti d’acqua potenti
7 effetti delle immersioni temporanee
8 effetti delle immersioni continue
9. Output: accendisigari e lampade LED (Solight)
Presa accendisigari:
Questa è una parte fondamentale del progetto, l’utente deve
riuscire a caricare la batteria del suo telefono, che funziona in
corrente continua. Allora abbiamo subito pensato che la presa
accendisigari a 12 V è quella più comune e standardizzata che le
persone hanno. Era impensabile prevedere 10 o più attacchi
diversi per ogni casa produttrice di telefoni. Inoltre questa presa
è anche sicura e protetta. L’alimentazione è stata presa
direttamente dai capi di una batteria per motivi ingegneristici.
Lampade LED:
LED è un acronimo per Light-Emitting Diode (diodo ad emissione di luce). Il suo funzionamento è quello
inverso della fotoresistenza. Sfruttando lo stesso principio di ricombinazione nel materiale semiconduttore
delle coppie elettrone-lacuna produce fotoni, I LED sono uno speciale tipo di diodi a giunzione p-n, formati
da un sottile strato di materiale semiconduttore drogato. Quando sono sottoposti ad una tensione diretta
per ridurre la barriera di potenziale della giunzione, gli elettroni della banda di conduzione del
semiconduttore si ricombinano con le lacune della banda di valenza rilasciando energia sufficiente da
produrre fotoni. A causa dello spessore ridotto del chip un ragionevole numero di questi fotoni può
abbandonarlo ed essere emesso
come luce. La forza commerciale di
questi dispositivi si basa sulla loro
potenzialità di ottenere elevata
luminosità (quattro volte maggiore di
quella delle lampade fluorescenti e
filamento di tungsteno), elevata
efficienza ed affidabilità (la durata di
un LED è di oltre 50000 ore contro le
6000 di una lampada fluorescente e
contro le 1500 di una ad incandescenza); Il led contiene polvere di silicio, non contiene gas nocivi alla salute
e non ha sostanze tossiche, a differenza delle fluorescenti e delle lampade a scarica (alogenuri metallici e
vapori di sodio). Zero sono le emissioni di raggi U.V. che in via generale sono dannosi per l’uomo per lunghe
esposizioni nel tempo. I costi di manutenzione degli apparati di illuminazione a LED sono stimati nell’ordine
di un centesimo rispetto agli impianti al sodio attualmente in uso ed hanno un’eccellente resa cromatica.
L'indice di resa cromatica Color Rendering Index (CRI), ci dice in che modo una sorgente è in grado di
riprodurre il colore di un oggetto da essa illuminato. In genere i LED bianchi Warm White hanno un indice di
resa del colore di 90 o maggiore, su una scala da 0 a 100. Nella foto si può notare come i tre LED abbiano
colorazioni diverse, corrispondenti a temperature di luce diversa:
SCALA TEMPERATURA DI COLORE
Bianco caldo tra i 3000 e i 3500 K,
Bianco neutro tra i 3500 e i 4500 K,
Bianco freddo tra i 4500 e i 7000 K.Un grande vantaggio dei LED è la possibilità di avere svariate tonalità, da
2800K a 7000K, quindi in grado di soddisfare qualsiasi esigenza di luce.
10.Conclusioni
Siamo molto soddisfatti del lavoro che abbiamo concluso in tempo col termine previsto della fine dell’anno
scolastico in quanto abbiamo creato, sviluppato e ultimato il progetto lavorando in autonomia, con l’aiuto e
il sostegno dei professori e dei compagni di classe.
Nonostante i fondi scolastici per i materiali necessari al progetto non ci fossero, siamo riusciti ugualmente a
procurare il materiale necessario, e speriamo che possa essere effettivamente utile agli studenti dei
prossimi anni per migliorarlo, ma soprattutto per promuovere un incontro con la Protezione Civile. Lì si può
discutere dell’uso pratico e della produzione dello stesso, con riconoscenze agli studenti creatori e
partecipanti del progetto, nonché facendo pubblicità all’istituto tecnico Kennedy.
Migliorie e implementazioni futuri:
Di seguito sono elencate alcune migliorie al progetto che abbiamo pensato di fare ma di fatto non abbiamo
potuto fare perché non c’era tempo o finanziamenti:
PLC: è la parte debole del sistema, richiede sempre l’alimentazione a 24V e è di fatto utilizzato
poco, si usare ponte di diodi per invertire il senso di rotazione del motore e realizzare un circuito
elettronico che sostituisca il costo e il peso del PLC, altrimenti bisognerebbe trovare un modo di
utilizzarlo di più.
mettere su fronte quadro il livello di carica della batteria tramite 3 led colorati (rosso giallo verde)
in modo che l’utente veda a che livello sia la carica della batteria (solo quando preme un pulsante,
in modo da non consumare troppa energia per tenere alimentate lampadine LED)
ridurre i consumi di energia, effettuare prove, lasciare all’esposizione del sole (e anche al coperto)
il progetto ed effettuare misure se effettivamente è un sistema che riesce ad autoalimentarsi
tramite il pannello fotovoltaico o verificare se si può aumentare la durata cambiando componenti
ottimizzare gli spazi e ridurre il peso: come prototipo è veramente pesante e si fa fatica a
spostarlo, dovrebbe essere più leggero e compatto possibile in modo da favorire il lavoro in
condizioni di emergenza dell’operatore. Si può pensare ad una soluzione “componibile” nei pezzi:
quadro, palo e pannello.
riposizionamento del pannello a posizione iniziale a fine giornata: possedendo solo la testa di
lettura, a inizio giornata non riesce a tornare indietro perché la testa è completamente girata dalla
parte opposta. O si implementa nel PLC una funzione, o si mette un’altra foto resistenza, o si
provvede con una soluzione di tipo fisico (specchi) in modo da far girare il pannello di 180°, pronto
per la giornata successiva.
Implementazione di manuale d’uso per l’installatore e per l’utente, montaggio di una bussola e
livella (bolla) per la corretta installazione del sistema
(per una realizzazione pratica: in caso di forte vento posizionare il pannello orizzontale, ma non c’è
problema sul nostro progetto, visto che al superficie del pannello è ridotta, il peso è elevato e non
abbiamo sensori per il vento a scuola)
E con questa lista lasciamo ai posteri l’ardua sentenza.
I progettisti
Andrea Manzato
Fabio Moras
11. Sitografia:
http://re.jrc.ec.europa.eu/pvgis/apps4/pvest.php
http://www.sunsim.it/sunsim_007.htm
http://www.diee.unica.it/~pisano/13_143_20080930104402.pdf
http://digilander.libero.it/friuliweb/
http://www.energethics.it/page/100/inseguitori_solari.html
http://www.lsoft.it/tecnica/batterie.htm
http://www.oppo.it/normative/protezione_ip.htm
http://www.ledlamp.it/tecnologia.htm
http://www.bassoconsumo.eu/content/14-led
Ringraziamenti a:
Proff. L.Facca e M. Bortolussi per il sostegno e la fiducia dataci dall’inizio alla fine del progetto, per
le batterie e il pannello fotovoltaico, per le informazioni teoriche ma anche tecnico pratiche.
Prof. Brusadin G. e Stefano per i componenti del regolatore di tensione del laboratorio di elettronica
Il tecnico Gianluca che ci ha supportato nella realizzazione del progetto nella ricerca del materiale
Compagni di classe: Santin Fabio (integrato LM317), Del Cont Michele (per la carta isolante della
testa di lettura) e poi Giordani Alex, Pellarin Matteo, Barbui Andrea, Di Bortolo Andrea, Piccinin
Francesco, Del Bel Belluz Dario, e tutti gli altri che hanno contribuito alla riuscita del progetto.
