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ENCICLOPEDIA DELLA RADIOELETTRONICA ED ELETTRICA Fontana ad energia solare. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica
Enciclopedia della radioelettronica e dell'elettrotecnica / Fonti di energia alternative La vista e il suono dell'acqua che scorre hanno l'effetto più rilassante, sia esso un ruscello che mormora dolcemente o una cascata ruggente. Niente può essere paragonato a loro. Sfortunatamente, non tutti hanno la felicità di possedere il proprio miracolo della natura. Tuttavia, puoi utilizzare un sostituto quasi equivalente. La fontana scultorea, decantata dagli antichi greci, unisce la tranquillità della natura e l'arte dell'uomo. Nel nostro design questa armonia si dimostra ancora più chiaramente: abbiamo aggiunto un'innovazione tecnologica che sfrutta l'energia del sole. fontane Le fontane possono avere un'ampia varietà di forme e dimensioni, da quelle appena visibili a quelle piuttosto impressionanti. Quando pensiamo alle fontane, molti di noi ricordano le graziose figure di divinità mitologiche, finemente realizzate da eccezionali artigiani del passato. Queste sono, ovviamente, fontane in stile classico. Tuttavia, le fontane possono essere molto diverse nello stile. Al giorno d'oggi c'è la tendenza a creare piccole fontane per il patio. È possibile utilizzare un gran numero di diverse fontane economiche, ad esempio negli asili nido e negli asili nido. Una novità in questo settore è una fontana in miniatura per interni, che può essere posizionata nell'angolo della stanza o su un tavolo. Come funziona la fontana Indipendentemente dal tipo di fontana che sceglierai, per realizzarla avrai bisogno degli stessi componenti di base. Innanzitutto c'è un serbatoio d'acqua, che di solito si trova all'interno della scultura. In secondo luogo, un dispositivo per la circolazione dell'acqua. Il meccanismo d'azione della fontana è molto semplice. Funziona in un circuito chiuso, come mostrato in Fig. 1. Innanzitutto riempire il serbatoio con acqua. Da esso, una pompa fornisce acqua attraverso una rete idrica interna alla parte superiore della struttura, da dove cade liberamente. L'acqua cade nella piscina e il ciclo si ripete.
Poiché l'impianto idraulico della fontana è parte integrante del suo progetto, a noi interesserà solo la circolazione dell'acqua e la scelta del tipo di pompa e di fonte di energia fotovoltaica necessari per essa. Pompe dell'acqua Come le fontane, le pompe sono disponibili in diversi tipi e dimensioni. Le pompe vengono selezionate in base a due caratteristiche. Innanzitutto la quantità di acqua che la pompa può pompare in un dato periodo di tempo. Una pompa convenzionale pompa 40 litri di liquido al minuto, ovvero 40 l/min. In secondo luogo, la pressione alla quale viene fornita l'acqua. La pressione dell'acqua è come la tensione elettrica in un circuito. Naturalmente l'acqua ha un peso (1 litro d'acqua pesa 1 kg). Quindi, se prendiamo un tubo verticale e lo riempiamo con 10 litri d'acqua, il peso totale alla base del tubo sarà di 10 kg. Se la sezione trasversale del tubo alla base è di 5 cm2, per sollevare questa colonna d'acqua è necessaria una pressione di almeno 2-105 Pa (2 atm). Pertanto, la pressione all'estremità di uscita della pompa determina l'altezza alla quale l'acqua può essere pompata. Questa pressione è chiamata colonna idrostatica. La pressione è inversamente proporzionale alla velocità del flusso del fluido: ad esempio, al diminuire della pressione, la velocità del flusso aumenta. Tuttavia, difficilmente dovrai calcolare i parametri della pompa se non intendi realizzare tu stesso la fontana. Per la maggior parte dei progetti di fontane già pronti, puoi selezionare immediatamente una pompa della dimensione giusta per ottenere il risultato desiderato. Quando scegli una pompa per la tua fontana, dai la preferenza a un dispositivo a bassa tensione. Ci sono diverse ragioni per questo, non ultima quella di garantire la sicurezza quando acqua ed elettricità interagiscono. Questa combinazione a volte può essere fatale. L'esperienza suggerisce che la migliore è una pompa da 12 V. Innanzitutto, esistono molte pompe di questo tipo e possono essere acquistate presso i negozi di ricambi, compresi i negozi di automobili. Scopri il reparto che vende tergicristalli, pompe elettriche per carburante e iniettori d'acqua. Batteria solare Un altro motivo per scegliere una pompa a 12V è dovuto ai convertitori fotovoltaici che la alimenteranno. I moduli progettati per caricare una batteria al piombo da 12 volt vengono prodotti commercialmente. Di solito vengono prodotti in sezioni con una tensione di 12 V ciascuna, che è molto adatta ai nostri scopi. Questa standardizzazione ha portato allo sviluppo di celle solari con un'ampia varietà di caratteristiche di corrente e potenza, che consente di selezionare il convertitore fotovoltaico già pronto richiesto. Quando si utilizza un alimentatore e una pompa da 12 volt, la tensione viene regolata automaticamente. La corrente di uscita della cella solare deve invece corrispondere al tipo di pompa.
Nella maggior parte dei casi i dati relativi al consumo attuale si trovano sul corpo della pompa. Tuttavia, è necessario sapere cosa significano questi dati. La corrente consumata dalla pompa viene solitamente misurata in condizioni operative estreme (alla massima pressione e volume di acqua pompata). Il valore di corrente corrispondente a queste condizioni è indicato sul corpo pompa. Tuttavia, se la pompa non viene utilizzata alla sua massima capacità, sarà sufficiente una corrente inferiore. È vero, la sua entità è difficile da determinare in anticipo. Di seguito viene descritta la procedura per realizzare un tipico progetto di fontana, che ti consentirà di immaginare più chiaramente il problema nel suo insieme. Fare una fontana Innanzitutto è stata ordinata una fontana per il patio, per la quale è stato necessario acquistare una pompa con una portata di 10 l/min ad una pressione di 2-105 Pa (2 atm). I parametri della pompa sono stati specificati nelle istruzioni per l'uso. Poi hanno trovato una pompa a pressione dello stesso tipo utilizzata nei sistemi idraulici degli autobus. Secondo le sue caratteristiche tecniche, la pompa ha fornito il flusso di cui avevo bisogno ad una pressione superiore (a quella necessaria). Il motore è stato progettato per una tensione di 12 V e una corrente di 7 A. Dopo aver installato la pompa nella fontana, è stata collegata ad una fonte di alimentazione da 12 V. Utilizzando un amperometro collegato in serie alla fonte, è stato determinato che in condizioni normali la pompa assorbe una corrente di 2 A. È necessario tenere presente che questo si applica a un esempio specifico. Il disegno della fontana può differire da quello sopra rappresentato, ma è necessario procedere allo stesso modo. Il consumo di corrente è risultato nettamente inferiore al valore di 7 A indicato sul corpo pompa. Il compito successivo era selezionare una batteria solare che generasse una corrente di 2 A con una tensione di 12 V. Non è stato difficile, anche se, ovviamente, volevo optare per il design più conveniente. Alla fine è stata scelta la batteria del tipo ASI-2000, prodotta da ARCO Solar. La scelta si è rivelata vincente. In pieno sole la pompa emette un getto d'acqua fino ad un'altezza di 30-45 cm sopra il punto più alto della fontana. L'altezza del getto dipende però dalle condizioni di illuminazione. Quando i raggi del sole mattutino colpiscono il pannello solare, appare un piccolo rivolo. Anche se non è così impressionante, è comunque una foto piacevole. Con l'avvicinarsi di mezzogiorno la fontana appare in tutto il suo splendore mentre il convertitore fotovoltaico produce la massima potenza. Quando il sole tramonta, la forza del getto diminuisce nuovamente e, infine, la fontana smette di funzionare. È chiaro che condizioni di illuminazione solare non molto favorevoli influiscono anche sul funzionamento della fontana. A causa dell'evaporazione è necessario aggiungere acqua al sistema. In generale è sconsigliabile far funzionare la pompa senza acqua poiché potrebbe danneggiarsi. In inverno, ovviamente, è necessario prevenire possibili gelate. Autore: Byers T.
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