UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI PAVIA

Presentazione sul tema: "UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI PAVIA"— Transcript della presentazione:

1 UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI PAVIA
FACOLTA’ DI INGEGNERIA CORSO DI LAUREA IN INGEGNERIA ELETTRONICA E DELLE TELECOMUNICAZIONI Progetto energia rinnovabile: apparato idroelettrico low-cost per la produzione di energia Relatore: prof. Carla Vacchi Correlatore: sig.ra Silvia Roncelli Elaborato di Laurea di Andrea Nicastro Anno Accademico 2007/2008

2 PRODUZIONE DI ENERGIA:
OBIETTIVO PRODUZIONE DI ENERGIA: SOSTENIBILE LOW-COST INTEGRAZIONE TECNOLOGIE TRADIZIONALI E MODERNE ADATTO PER I PAESI IN VIA DI SVILUPPO INTERFACCIA SEMPLICE E IMMEDIATA

3 Riserva ACQUA Turbina Dinamo Elettricità Pompa

4 PROGETTO SISTEMA IDRAULICO
IPOTESI: Salto motore 120 cm 30 l d’acqua Durata di 2 minuti Dinamo 4 W 300 giri / secondo PROGETTO: sezione condotta = 1.4

5 28 cm Salto effettivo: 198 cm Salto motore: 120 cm 50 cm

6 Pompa 24 V, 2.5 m + pannello solare 30 W
~ 350 €

7 28 cm X Salto motore: 120 cm Salto effettivo: 198 cm Y 50 cm

8 POMPA 1: 18 V, 202 mA POMPA 2: 6 V, 150 mA Portata = 1 l/min Pompa 1
145 cm 68 cm Pompa 1 Pompa 2

9 100 € Pompe da me utilizzate + relativi pannelli
ADOTTATA SOLUZIONE LOW-COST!

10 Pannelli solari Riserva acqua Pompa 2 Turbina Dinamo DC Pompa 1 Elettricità

11 PANNELLI SOLARI ALIMENTANO LE POMPE DI SOLLEVAMENTO
CHE FUNZIONANO A TENSIONI DIVERSE POMPA 1 POMPA 2 Modulo 1 Modulo 2 Potenza nominale: 8 W Potenza nominale: 1.2 W Vmax: 18 V Vmax: 8 V Imax: A Imax: A Voc: 21.6 V Voc: 9V Isc: A Isc: nd Tolleranza: -10% / +10%

12 Pannelli solari Riserva acqua Pompa 2 Turbina Dinamo DC Pompa 1 Elettricità

13 POMPE Sollevano l’acqua Sono motori brushless VINCOLI:
COPPIA VELOCITÀ < MANUTENZIONE > COPPIA > VELOCITÀ

14 POMPE M.B. con elica e convogliatore
Utilizzate per fontanelle e acquari Facilmente reperibili ed economiche Hanno durata elevata ( ORE) Richiedono bassa manutenzione

15 Pannelli solari Riserva acqua Pompa 2 Turbina Dinamo DC Pompa 1 Elettricità

16 TURBINA Traduce in rotazione la spinta che l’acqua imprime sulle pale
Realizzata con pezzi di recupero: low-cost! Inefficiente!

17 Pannelli solari Riserva acqua Pompa 2 Turbina Dinamo DC Pompa 1 Elettricità

18 Produzione di elettricità dal moto rotatorio della turbina
DINAMO Produzione di elettricità dal moto rotatorio della turbina + DC DC V Voc = 21.7 V Isc = 222 mA

19 TEST TURBINA DINAMO Ptot*tLED η (Vs1*Is1 + Vs2*Is2 )*tsollevamento
Necessari ingranaggi per produrre sufficiente potenza per pilotare un carico! Rapporto 1 : 3 CARICO = 47 Ω + LED 0,8 mm V = 2.8 V I = 60 mA P = 168 mW Ptot*tLED η = 0.4% = (Vs1*Is1 + Vs2*Is2 )*tsollevamento

20 Efficienza molto bassa perché:
diametro turbina ≠ 13 cm albero storto, turbina fuori asse di ~ 5 mm montaggio difficoltoso 2 livelli = salto effettivo maggiore dinamo di recupero ingranaggi non ingrassati

21 TEST AUTOMATICO MULTIMETRO DIGITALE! MISURE MANUALI:
SOGGETTIVE IMPRECISE LABORIOSE MISURE AUTOMATICHE: - OGGETTIVE - PRECISE - COMODE MULTIMETRO DIGITALE!

22 MULTIMETRO DIGITALE PARTE ANALOGICA PARTE DIGITALE μ A 741 INA103
PIC 18F452

23 PRELIEVO DI TENSIONE Morsetti motore Al convertitore ADC
10 bit / valori tra 0 e 1023 fattore di conversione software

24 PRELIEVO DI CORRENTE Massima dinamica di segnale! Vo = 80Vi
TENSIONE = CORRENTE Morsetto motore Al carico REGOLAZIONE GUADAGNO: G = 80 Vo = 80Vi Al convertitore ADC Massima dinamica di segnale!

25 Microcontrollore PIC18F452
Facile da programmare Porte input / output Memoria disponibile Timer (utilizzato per generare l’interrupt)

26 INTERRUPT! Salvataggio dati Clock 2 MHz Timer 0 + prescaler
Overflow ogni 2 secondi INTERRUPT! Salvataggio dati

27 CIRCUITO STAMPATO

28 Migliorie apportabili al dispositivo
CONCLUSIONI Migliorie apportabili al dispositivo Nessuna modifica al multimetro! turbina più leggera e con meno imperfezioni turbina dal minor diametro (5 – 10 cm) pale turbina a doppio cucchiaio albero di precisione dinamo appositamente dimensionata pannelli di maggior estensione pompe appositamente realizzate controllo automatico per l’intero processo

29 GRAZIE DELL’ATTENZIONE!
Segue ora una breve dimostrazione pratica, GRAZIE DELL’ATTENZIONE!