Stavba elektrárny II.

Solární elektrickou energii se už zabývám od roku 1994. Když mi přišel do ruky poprvé solární panel, byl jsem jako, kdyby mně někdo očaroval.

Začal jsem studovat vše, co se dalo. V té době, ale nikdo moc zkušenostmi neoplýval.

Proto jsem začal s vlastním pozorováním a měřeními.

Po několika měsících jsem dokázal odhadnout podle slunce i kolik, je přibližně hodin.

Hlavně mně nepustila myšlenka stálého výkonu panelu.

Proto jsem se zaměřil na konstrukce sledování slunce. V té době, to nebylo tak jednoduché jako dnes elektronické součástky drahé zkušenosti s návrhy chabé a o to, že jsem jako mladík bydlel v paneláku už ani nemluvě.

Pro to jsem si své výzkumné pracoviště zřídil v práci.(tenkrát to ještě šlo a zaměstnavatel byl rád, že zaměstnanec ví více než je třeba. A zdokonalování přináší užitek. Dnes už to není pravda. Chceme jen hlupáky co, pracují jako roboti a neuvažují. Uvažování zaměstnance přispívá k jeho stálým požadavkům na něco)

Vzešla spousta mechanických natáčecích zařízení a nesčetně různě upravených elektronických zapojení a čidel pro snímání polohy slunce.

Svými experimenty jsem došek k závěru že, do jednoho 1m² není, nebo nemá cenu stavět natáčecí systém.

Výkon panelu

Výkon panelu při fixační konstrukci je jen 3 hodiny v plném výkonu a to ještě je podmíněno správným úhlem naklopení (nedělá to moc ale při větší ploše už je to znatelné).

Tento výkon je 15º před kolmým dopadem na panel a 15º za kolmým dopadem.

Z toho lze, tedy jednoduše vypočítat že, země se otáčí, vůči slunci přesně 15 º za hodinu

Také záleží na typu použitého panelu.

Jak jistě víte, nebo nevíte, jsou:

1.      Monokrystalické      (silně směrové, rozpoznatelné, podle tmavé barvy destiček)

2.      Polykrystalické        (nejsou tolik náchylné na směrovost, rozpoznatelné podle nápadně světle modré barvy destiček se strukturou podobné OSB desce)

3.      Amorfní        (jsou velice levné, jde v podstatě o vodivý nástřik černé barvy a výkonnost těchto panelů je chabá)

Tak, že konec polemiky a popíši tedy mé zařízení.

Výběr stanoviště SE

V mém případě jsem to nemněl jednoduché (což je u mě normální) stanoviště je umístěno mezi domy a na jihu blízko máme les s vysokými listnatými stromy.

Takže v jistém ročním období a hodinách se ukazují na zahradě stíny. Mé pozorování a dokumentování potencionálního stanoviště trvalo celý rok. Nechtěl jsem tento projekt dosti velkých rozměrů potopit na ukvapenosti, jak se mi to stalo s větrnou elektrárnou.

Když jsem tedy bezpečně píchl kolík do země jako zlatokop a prohlásil, že zde je zlatá energetická žíla. Začalo mé nadšené kopání díry.

Základna sloupu

Dle mých studií vím že, firmy to řeší přivezením betonových kvádrů na stanoviště, kde uchytí sloup, rychlé a bez problémové.

Já to zamítl, takové kvádry mi nebudou hyzdit ten kousek zahrady, co máme a přišli bychom o kus záhonu.

Proto jsem zahájil kopání. Z mých zkušeností ze zaměstnání vím, jak velký blok betonu se dá použít na sloup volně postavený na zem. Nezabýval jsem se žádnými výpočty ani to neumím, prostě praktická zkušenost a cit vše řešil.

Provedl jsem výkop 130 x 130 x 200 cm a do středu umístil 30cm plastovou rouru pro vložení sloupu.

Obletí roury, bylo ukončeno cca 30cm (vice jak na rýč) pod úrovní terénu. Mým záměrem bylo používat stále prostor pod sloupem k pěstování zeleniny. Takže po zahrnutí bloku hlínou byl záhon jako předtím a při rytí se na něj rýč nedostane

Váhu bloku jsem odhadl něco kolem 2t.

Sloup

Získání pozinkovaného sloupu o délce 6m  a průměru 160 mm síly 5 mm, bylo velké štěstí.

Nikdo ho nechtěl nikomu nechyběl a jak to tak bývá, když nikomu nepatří, chtěli ho odvést do šrotu…..neodvezli. Mám ho já a slouží.

Tuto délku jsem za pomocí souseda zasunul do zabetonované plastové roury, kde jsem jej vycentroval a uvedl do kolmosti pomocí dřevěných klínů.

Asi 30cm na dno jsem hodil beton a vysypal zbytek pískem, který jsem udusal a na horní konec zase 30cm betonový prstenec.

Tento postup je ověřený, používáme ho v zaměstnání, a pokud chcete vyměnit či zlikvidovat sloup jde bez problémů vytáhnout jeřábem nebo uřezat nad zemí a rozbít prstenec a zbytek půjde s trochou úsilí ven ručně.

Tato akce vypukla ze začátku podzimu takže, tento blok vyzrával do jara a  já plánoval další postup (jak se říká, zedřít se umí každý vůl, ale udělat a ještě si užít to chce fištrona)

Převodovka natáčení a její základna

  Převodovku jsem sehnal už před 7mi lety, kdy jsem začal přemýšlet o velké SE, koupil jsem ji ve sběrně za 200Kč, Bezpečně vím, že byla demontována z velkého mandlu, který byl za starých časů v každém paneláku.

Tato převodovka byla uchycena na 10mm silný plát k němuž byla přišroubovaná a zespoda je navařený přírubový čep pro vložení do sloupu, který byl jeho součástí. Abych zabránil dosednutí celkové váhy pohyblivého systému i s panely na převodovku. Použil jsem distanční sloupky na, které byl posazen další 10mm stejný plát jako je na základně.

Na tomto sub panelu je uloženo kuželíkové ložisko, které jsem ve svém šuplíku uchovával snad 20 let (konečně na něho přišla řada) ložisko má za úkol absorbovat váhu natáčecího systému a jak všichni ví snížit tření při otáčení.

Natáčecí rameno

Hlavní natáčecí rameno je vyrobeno z trubky o průměru 160mm a stěny 5 mm. Na dnu tohoto válce je vysoustružený domeček pro kuželíkové ložisko s hřídelí pro zastrčení do převodovky a mazací bod. Ramena jsou ze silnostěnného jeklu 60 x 40 mm rozpětí ramen je  ½  šířky plochy  SE. Na koncích ramen je navařena hřídel, na kterou je nasazený domeček s dvouřadým ložiskem, tvořící kloub pro vertikální pohyb plochy SE.

Aby se dala konstrukce pro panely přichytit k rameni, byly vytvořeny T nosníky z 10 mm silného kovového plátu, které se nasadily na domeček s ložiskem a fixovaly se 6-ti nerezovými šrouby M6.

Montážní osnova pro solární panely

Firmy používají speciální hliníkové profily, které lze zakoupit i s příslušenství. Za nekřesťanské peníze. Metr takové montážní AL tyče stojí 220kč což při velkých rozměrech SE dělá balík peněz.

Mně tato osnova vyšla na 2500 Kč a to sice z Fe.

Vytvořil jsem základní svařenec ráhna z jeklu 80 x 40 x 2 mm umístil jsem na něj 5mm silné vytvarované úchytové plochy pro osnovu, aby ji bylo možno díl po dílu montovat přímo na sloupu za pomocí lešení. Bylo nutno ji povrchově upravit, ale to mi až tak nevadilo, použil jsem kvalitní základní akrylátovou barvu a lak byl použit polyuretanový (vynikající vlastnosti).

Celou konstrukci jsem se šrouboval bez cizí pomoci sám. V budoucnu je možné že přidám podpůrné rahno ,ale zatím ve stavu jaký je to zdaleka není zapotřebí. Vše řeším podle dané situace a chování zařízení.

Odhadovaná konečná váha osnovy s panely je cca 300 kg což není zas tak moc si myslím.

Váha jednoho panelu je  23kg  a je plánováno 8 ks.

Uchycení panelů

Panely jsou uchyceny šrouby na podélníky, mezi panelem a podélníkem je vložena gumička, aby nedocházelo k poškození povrchové úpravy konstrukce a zároveň při dotahování se zamezilo kroucení panelu.(na gumičce lze podle deformace poznat sílu dotažení) Všechny matice použité na konstrukci jsou se silonovým kroužkem proti povolení.

Otáčení - převodovka - motor

Sehnat motory jaké bych chtěl, se mi nepodařilo. Proto jsem použil na oba pohyby motory z automobilu na 12V.

Pokud se má plocha 16m² natáčet musíte uznat, že pohyb nesmí být ve stylu rychlosti kolotoče. Použití motoru s planetovou převodovkou pro stěrače ze Škody 120 byl vynikající pro své převody do síly, ale rychlost vyšla i tak vysoká. Pohyb byl relativně prudký a tím se i projevilo prudké zastavování cele konstrukce.

Proto jsem použil ještě jednu převodovku typu šnekového převodu. Jak se záhy ukázalo, nebyla to šťastná volba ne z důvodů rychlosti otáčení, ale jednoduchý převod byl namáhaný a tím, že už někde dlouho fungoval, začal po pár dnech funkce přeskakovat na ozubení…

Přišla opět řada na planetový převod (což mi mohlo srdce utrnout …musel jsem zničit funkční motor) tato volba byla ta pravá. Planetová převodovka nezklame. Pohyb je plynulý bez trhání a i rychlost se lehce snížila. Takže cca 200kg je poháněno 12V při 1,8A, je to vlastně jako by jel motor bez zatížení.

Na otočení o 180º je, potřeba 23 minut což je 7,8º za minutu.

Vertikální pohyb - tyč - převodovka - motor

Jsou různé typy od elektrohydraulických po závitové tyče poháněné el.motorem. Ty to tyče lze volně koupit cena je “zajímavá“, proto jsem si ji vyrobil cca za 200Kč.

Základem bylo zakoupení trapézové závitové tyče 1m dlouhé,průměru 20mm (nevím jak se strojařsky označuje průměr trapézového závitu.Přece jsem jen od elektriky..) a k ní byla i silná matice válcového typu.Tuto matici jsem pomocí soustruhu dopasoval do trubky o průměru 35mm a na její druhý konec bylo navařeno pohyblivé oko z vyřazené hydraulické pístnice. Toto oko je uchyceno ve středu kořene natáčecího ramena

Spojením se závitovou tyčí vznikl základní systém pro vertikální pohyb. Teď zbylo jen vyřešit pohonnou jednotku.

Malá šneková převodovka s převodem 16:1, kterou jsem získal ani už nevím kde, si po dlouhém skladování našla uplatnění, byla umístěna do trubky o průměru 120 mm a síly stěny 5 mm boční výřez zabezpečil možnost připojení motoru. Na víko bylo navařeno oko pro zavěšení do osnovy SE.

Po vyrobení vidlicového unášeče a přenosového gumového bloku, který vychytává nepřesnosti v připojení motoru, došlo na vlastní pohonou jednotku tedy motor. Byl použit motorek ze stahování oken z osobního automobilu.

Po vložení do systému je funkce naprosto bezchybná.

Snímače krajních poloh

U horizontálního pohybu jsou krajní polohy snímány magnetickými snímači umístěnými na sub desce pod natáčecím ramenem. Natáčení je povoleno v rozpětí 250º. Bez problému by mohlo být i větší, ale nebylo by už účelné.

Případné přejetí mezní polohy je zabezpečeno, ještě jedou magnetickou destičkou spuštěnou níže než první. Jak je nazváno, jde pouze o snímač, který dává informace elektronickému koncovému vypínači.(funkcí tohoto spínače se budu věnovat později)

U vertikálního pohybu, jsem použil netradiční, o to spolehlivější snímač polohy.

V mém muzejním sběratelském šupleti bylo několik rtuťových spínačů. Ty byly víc než perfektní pro daný systém i s prodlevou vyjetí z krajní polohy. Přece jen při ostřejším větru kdy je plocha sklopená do vodorovné polohy dochází k pohupování konstrukce a mechanické spínače nebo magnetické by  mněly s touto vůlí asi problém.

Opět jde jen o snímače, informace z nich jde do elektronického koncového spínače.

Pokračovat ve čtení klikni              zde