Solar Car Design Solar Car design 1.

Presentatie over: "Solar Car Design Solar Car design 1."— Transcript van de presentatie:

1 Solar Car Design Solar Car design 1

2 Overzicht Zonnecel Keuze DC-motor
Energieverdeling- keuze overbrengingsverhouding

3 Zonnecel Werking zonnecel Het zonnepaneel Zonlicht

4 Werking zonnecel Zonlicht = Fotonen Fotonen bevatten energie Zonnecel
Foton wordt geabsorbeerd Energie van de foton wordt overgedragen op elektronen in de cel Cel genereert elektriciteit

5 Werking zonnecel: Vereenvoudigd equivalent schema
Isc: kortsluitstroom = Iph Is: saturatiestroom (10e-8 A/m²) Ur: thermische spanning (25,7 mV bij 25°C) m: diode factor 1….5 (te bepalen door meting) N: aantal zonnecellen in serie

6 Werking zonnecel: U-I karakteristiek
Isc Uoc Isc= kortsluitstroom Uoc = openklem spanning

7 Werking zonnecel: Van zonnecel tot zonnepaneel
U vergroten door serieschakeling van identieke cellen I vergroten door parallel schakeling identieke van cellen

8 Werking zonnecel: Maximum vermogen punt
P = U.I

9 Werking zonnecel : Factoren die de prestatie van de zonnecel beïnvloeden
Intensiteit van het licht afhankelijk van atmosferische condities: wolken, seizoen,vervuiling Invalshoek van de zonnestralen met de zonnecel afhankelijk van het tijdstip: uur, maand

10 Werking zonnecel : lichtintensiteit
Variaties in de lichtintensiteit beïnvloeden de uitgangsstroom De uitgangsstroom varieert recht evenredig met de lichtintensiteit

11 Werking zonnecel: invalshoek
Hellingshoek van het paneel met de grond Zonnestralen Solar Panel Hellingshoek

12 Werking zonnecel: invalshoek
middag voormiddag namiddag Oost West

13 Werking zonnecel: invalshoek
Variaties in invalshoek beïnvloeden de uitgangsstroom Een hellingshoek van 60° halveert het vermogen

14 Zonnepaneel Groep T-zonnepaneel Isc= +/- 0,88A Uoc= +/- 9V
bij 1000W/m², 25°C, AM 1.5 Isc= +/- 0,88A Uoc= +/- 9V

15 Zonlicht Atmosfeer: absorptie en diffusie van zonlicht
Zonnespectrum is afhankelijk van lengte van lichtpad door de atmosfeer Aard van spectrum aanduiden door AM AM: Air Mass AM = lengte lichtpad/minimale lengte lichtpad

16 Zonlicht = spectrum in vacuüm (dus zonder atmosfeer)
AM0= Air mass zero = spectrum in vacuüm (dus zonder atmosfeer) AM1= indien zon in het zenith staat Zenith = hoogst mogelijke positie van de zon aan de hemel AM1,5= spectrum van standaard zonlicht, = voor karakterisatie van zonnecellen = komt overeen met 48° tussen zon en zenith

17 Zonnepaneel Elektriciteit leveren om de motor aan te drijven
Zonnepaneel in bruikleen. Paneel (incl. bedrading) : in oorspronkelijke staat terug geven Connectie met motor verwijderbaar.

18 DC motor

19 DC motor

20 DC motor

21 DC motor

22 DC motor Nm momentary operation T continuous operation

23 DC motor

24 DC-motoren: zonnepaneel + motor

25 Keuze van de overbrenging
Formules Karakteristiek Zonnepaneel – motor combinatie Straal wiel ook belangrijk

26 SSV : Transmissie Doel: Overbrengen van de rotatie van de motor op de as van het SSV Hoe: Tandwielen Riemen Ketting

27 SSV: Transmissie -Tandwielen
Overbrening tussen parallelle assen rechte vertanding schuine vertanding

28 SSV: Transmissie -Tandwielen
Overbrenging tussen: Loodrecht snijdende assen: kegel wielen Loodrecht kruisende assen: worm-wormwiel

29 SSV: Transmissie -Riemen
Vlakke riem V-riem Getande riem Bijhorende Riemschijven Riemschijven raken elkaar niet Groter over te brengen vermogen

30 SSV: Transmissie – Ketting
Ketting + kettingwiel (Vormgesloten overbrenging)

31 SSV: Transmissie – Overbrengingsverhouding
Toerentalreductie : Als aandrijvend wiel kleiner is dan aangedreven wiel P = T.ω = Constant Gevolgen aangedreven wiel: Lager toerental Hoger koppel Aangedreven wiel Aandrijvend wiel

32 SSV: Transmissie – Overbrengingsverhouding
Toerentalverhoging : Als aandrijvend wiel groter is dan aangedreven wiel P = T.ω = Constant Gevolgen aangedreven wiel: Hoger toerental Lager koppel Aangedreven wiel Aandrijvend wiel

33 SSV: Transmissie – Overbrengingsverhouding
Voorbeeld: Aandrijvend wiel: 12 tanden, 60tr/min Aangedreven wiel: 24 tanden , ? tr/min Overbreningsverhouding i i = zg/zd =24/12 = 2 Toerental n: i = 2 = nd/ng = 60/ng => ng = 60/2 = 30 tr/min Aangedreven wiel Aandrijvend wiel

34 Koppel vs Snelheid

35 Montage voorbeeld Hoe snel zullen we rijden? Motor 8.300tr/min
5 cm wiel Wiel 40 tanden rondsel 10 tanden tussenwiel Hoe snel zullen we rijden?

36 Totale overbrenging Overbrenging via bv. tandwielen
Straal van de wielen

37 Totale overbrenging Lage k Hoge k k optimaliseren
Hoge topsnelheid Kleine versnelling Hoge k Lage topsnelheid Grote versnelling k optimaliseren (hint: teken v(t) grafiek)

38 Totale overbrenging Energiebalans opstellen
Vereenvoudig zonnecelkarakteristiek Eerst alle verliezen verwaarlozen SSV vrijmaken

39 Totale overbrenging Verliezen in kaart brengen Sankey diagram

40 Energieverdeling Sankey diagram
Breng de elementen die energie opwekken/omzetten/consumeren in kaart Zet de elementen in logische volgorde Bereken/schat het verlies (uitgedrukt in Watt) van elk element Teken een voorlopig Sankey diagam Denk eraan: Sankey staat in Watt, energiebalans in Joule

41 Totale overbrenging Verfijnen 3e graadsvergelijking in k Helling
Verliezen 3e graadsvergelijking in k Iteratief op te lossen Begin bij k uit eenvoudig geval

42 Overzicht Zonnecel Keuze DC-motor
Energiebalans - optimale overbrenging Indien overbrenging niet mogelijk: kies andere motor GEEN Maple!!

43 Sterkteleer Maak eerst de hele SSV vrij Maak vervolgens de as vrij
Welke krachten grijpen er op in Maak vervolgens de as vrij

44 Actie !

45 Actie ! Bestellen motor: www.farnell.com Search: DC motor
Bestellen + betalen: ten laatste week 4 Let op beschikbaarheid: First come, first served! Ergens anders mag natuurlijk ook