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ENCICLOPEDIA DE RADIOELECTRÓNICA E INGENIERÍA ELÉCTRICA Fuente de agua con energía solar. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.
Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / Fuentes alternativas de energía La vista y el sonido del agua corriente es lo más relajante, ya sea un arroyo que murmura suavemente o una cascada rugiente. Nada se puede comparar con ellos. Desafortunadamente, no todos tienen acceso a la felicidad de tener su propio milagro de la naturaleza. Sin embargo, puede usar un reemplazo casi equivalente. Cantada por los antiguos griegos, la fuente escultórica combina la tranquilidad de la naturaleza y el arte del hombre. En nuestro diseño, esta armonía es aún más pronunciada: se ha añadido una innovación tecnológica que utiliza la energía del sol. Fuentes Las fuentes pueden ser de una amplia variedad de formas y tamaños, desde sutiles hasta muy impresionantes. Cuando pensamos en fuentes, muchos de nosotros pensamos en las elegantes figuras de las diosas mitológicas, la fina mano de obra de los grandes maestros del pasado. Estas son, por supuesto, fuentes de estilo clásico. Sin embargo, las fuentes pueden tener estilos muy diversos. Hoy en día, existe la tendencia de crear pequeñas fuentes para el patio. Se puede utilizar una amplia variedad de fuentes económicas, por ejemplo, en jardines de infancia y guarderías. Un nuevo logro en esta área es la fuente en miniatura interior, que se puede colocar en la esquina de la habitación o sobre la mesa. Cómo funciona la fuente Independientemente del tipo de fuente que elija, necesitará los mismos componentes básicos para hacerla. En primer lugar, es un depósito de agua, que suele estar situado en el interior de la escultura. En segundo lugar, un dispositivo para la circulación del agua. El mecanismo de la fuente es muy sencillo. Opera en un circuito cerrado, como se muestra en la Fig. 1. En primer lugar, el tanque se llena de agua. Desde allí, la bomba suministra agua a través del suministro de agua interno a la parte superior de la estructura, desde donde cae libremente. El agua cae en cascada en la piscina y el ciclo se repite.
Dado que el sistema de fontanería de la fuente es parte integrante de su diseño, sólo nos interesará la circulación del agua y la elección del tipo de bomba y fuente de energía fotovoltaica necesaria para la misma. Bombas de agua Al igual que las fuentes, las bombas vienen en una variedad de formas y tamaños. Las bombas se seleccionan en base a dos características. En primer lugar, la cantidad de agua que la bomba puede bombear en un periodo de tiempo determinado. Una bomba típica bombea 40 litros de líquido por minuto, o 40 l/min. En segundo lugar, la presión a la que se suministra el agua. La presión del agua es como el voltaje eléctrico en un circuito. Por supuesto, el agua tiene peso (1 litro de agua pesa 1 kg). Por lo tanto, si toma un tubo vertical y lo llena con 10 litros de agua, el peso total en la base del tubo será de 10 kg. Si el área de la sección transversal del tubo en la base es de 5 cm2, se requiere una presión de al menos 2-105 Pa (2 atm.) para levantar esta columna de agua. Por lo tanto, la presión en el extremo de salida de la bomba determina la altura a la que se puede bombear el agua. Esta presión se llama cabeza hidrostática. La altura es inversamente proporcional al caudal del fluido: por ejemplo, a medida que disminuye la altura, aumenta el caudal. Sin embargo, apenas necesitará calcular los parámetros de la bomba, a menos que vaya a hacer una fuente usted mismo. Para la mayoría de los diseños de fuentes prefabricadas, puede seleccionar inmediatamente la bomba del tamaño correcto para lograr el resultado deseado. Al elegir una bomba para su fuente, dé preferencia a un dispositivo de bajo voltaje. Hay varias razones para esto, una de las cuales es garantizar la seguridad en la interacción del agua y la electricidad. Esta combinación es a veces fatal. La experiencia sugiere que lo mejor es una bomba de 12 V. En primer lugar, hay muchas bombas de este tipo y se pueden comprar en tiendas de repuestos, incluidos los concesionarios de automóviles. Consulte la sección que vende limpiaparabrisas, bombas eléctricas de combustible e inyectores de agua. Bateria solar Otra razón para elegir una bomba de 12V se debe a los convertidores fotovoltaicos que la alimentarán. Los módulos producidos en serie están diseñados para cargar una batería de plomo-ácido de 12 voltios. Por lo general, se producen en secciones, cada una con un voltaje de 12 V, lo cual es bastante adecuado para nuestros propósitos. Esta estandarización ha llevado al desarrollo de células solares con una amplia variedad de características de corriente y potencia, lo que hace posible elegir el convertidor fotovoltaico requerido listo para usar. Cuando se utiliza una bomba y una fuente de alimentación de 12 voltios, el voltaje se ajusta automáticamente. Por otro lado, la corriente de salida del panel solar debe coincidir con el tipo de bomba.
En la mayoría de los casos, puede encontrar datos sobre la corriente consumida en la carcasa de la bomba. Sin embargo, necesita saber qué significan estos datos. La corriente consumida por la bomba suele medirse en condiciones extremas de funcionamiento (a máxima presión y volumen de agua bombeada). El valor actual correspondiente a estas condiciones se indica en la carcasa de la bomba. Sin embargo, si la bomba no se utiliza en todo su potencial, bastará con una corriente más baja. Es cierto que su valor es difícil de determinar de antemano. A continuación se describe cómo hacer una fuente de diseño típico, lo que le permitirá comprender más claramente el problema en su conjunto. haciendo una fuente Primero se encargó una fuente para el patio, para lo cual fue necesario adquirir una bomba de 10 l/min de capacidad a una presión de 2-105 Pa (2 atm). Los parámetros de la bomba se especificaron en las instrucciones de funcionamiento. Luego encontraron una bomba de presión del mismo tipo que se usa en los sistemas hidráulicos de los autobuses. De acuerdo con sus especificaciones, la bomba proporcionó el flujo que necesitaba a una presión más alta (de lo necesario). El motor fue diseñado para un voltaje de 12 V y una corriente de 7 A. Después de instalar la bomba en la fuente, se conectó a una fuente de alimentación de 12 V. Mediante un amperímetro conectado en serie con la fuente, se comprobó que en condiciones normales la bomba consume una corriente de 2 A. Hay que tener en cuenta que esto se aplica a un ejemplo específico. El diseño de la fuente puede diferir del anterior, pero es necesario actuar de manera similar. La corriente consumida resultó ser significativamente menor que el valor de 7 A, indicado en la carcasa de la bomba. La siguiente tarea fue elegir una batería solar que generara una corriente de 2 A a un voltaje de 12 V. Esto no fue difícil, aunque, por supuesto, quería centrarme en el diseño más conveniente. Al final se optó por una batería tipo ASI-2000, fabricada por ARCO Solar. La elección resultó ser exitosa. A plena luz del sol, la bomba lanza un chorro de agua a una altura de 30-45 cm por encima de la parte superior de la fuente. Sin embargo, la altura del chorro depende de las condiciones de luz. Cuando los rayos del sol de la mañana caen sobre el panel solar, aparece un pequeño goteo. Aunque no es tan impresionante, sin embargo, la imagen es agradable. A medida que se acerca el mediodía, la fuente aparece en todo su esplendor, ya que el convertidor fotovoltaico genera la máxima potencia. Al atardecer, la fuerza del chorro vuelve a disminuir y, finalmente, la fuente deja de funcionar. Está claro que unas condiciones de luz solar no demasiado favorables también afectan al funcionamiento de la fuente. Debido a la evaporación, se debe agregar agua al sistema. En general, no es recomendable que la bomba funcione sin agua, ya que puede producirse una avería. En invierno, por supuesto, se debe prevenir la posible congelación. Autor: Byers T.
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