Главная Обратная связь

Дисциплины:






Принцип роботи пристрою



США

В США на державному рівні прийнято низку документів, спрямованих на заохочення енергозбереження:

● Акт енергетичної політики і збереження запровадив Програму енергозбереження для споживчих товарів, крім автомобілів, яка дозволяє Департаменту енергетики США «розробляти, переглядати та впроваджувати мінімальні вимоги щодо стандартів енергоефективності приладів та обладнання» На поточний час, цей Департамент впроваджує тестові процедури та мінімальні стандарти для більш ніж 50 товарів житлово-комунального призначення.

● Своїм наказом Барак Обама встановив, що до 2015 року 15% наявних великих федеральних будівель мають відповідати новим енергоефективним стандартам, заохочується створення зелених дахів, а до 2030 року всі (100%) нові федеральні будівлі мають будуватися як будинки з нульовим нетто використанням енергії.

 
 

Влади штатів та місцева влада (міста та округи) мають різні власні ініціативи (рис. 1.2.), і Департамент енергетики створив базу даних DSIRE, яка надає інформацію щодо них. Наприклад штат Меріленд має на меті знизити споживання електроенергії на 15% з 2008 до 2015 року.

Рис. 1.2. Пропаганда енергозбереження в США під час

Другої Світової Війни

1.3. Енергетичні податки

Для заохочення споживачів зменшувати споживання енергії деякі країни запровадили енергетичні або вуглецеві податки. Вуглецеві податки можуть спричиняти зміну споживання енергії з викопного палива на атомну енергетику та інші альтернативи, які мають свої обмеження та наслідки впливу на довкілля.

Натомість, енергетичні податки спрямовані на загальне зниження споживання енергії (будь-якого походження), і відповідно на зниження більшого спектру негативних наслідків для довкілля, спричинений виробництвом енергії. Наприклад, в США штат Каліфорнія застосовує прогресивну шкалу енергетичного податку, коли кожен споживач має встановлений рівень споживання енергії, для якого податок низький. Але при перевищенні споживання понад визначений ліміт, податок зростає. Такі програми спрямовані на захист біднішого населення і створення більшого податкового тягаря на господарства з високим рівнем споживання енергії.

З обмеженнями, але прикладом такого енергетичного податку в Україні може бути ціна на газ для населення (залежить від річного обсягу споживання). Обмеження викликані тим, що прогресивна шкала ціни була встановлена не як енергетичний податок, а для регулювання дотацій.

1.4. Джерела енергії

Енергетична промисловість наших днів — одна з найчастіше обговорюваних сфер життєдіяльності країни, адже саме зараз вона набуває все більш багатогранні економічні, технічні і навіть політичні аспекти. Вже в найближчі роки, на тлі вичерпання родовищ природних енергетичних ресурсів, загальне споживання всіх їх видів зросте в кілька разів. Забезпечення ж цього вимагатиме від фахівців глибокого вивчення складу і ролі енергетичного комплексу в світовому господарстві.



Гідравлічні електростанції (ГЕС)

Гідравлічна електростанція (ГЕС) — комплекс споруд і устаткування, за допомогою яких енергія потоку води перетворюється в електричну енергію. ГЕС виробляють 17,3% електроенергії світу. Гідроелектростанція «Три ущелини» («Санься») (рис.1.3) на річці Янцзи в Китаї — найбільша гідроелектростанція в світі.

Рис. 1.3. ГЕС «Три ущелини»

 
 

Теплові електростанції (ТЕС)

Теплова електростанція (ТЕС) — електростанція, що виробляє електричну енергію в результаті перетворення теплової, що виділяється при спалюванні органічного палива. ТЕС виробляють більшу частину електроенергії світу — 75%. Найбільша ТЕС світу — Тайчжунська ТЕС (рис.1.4), розташована на острові Тайвань. Загальна встановлена електрична потужність цієї станції становить 5780 МВт.

Рис. 1.3. Тайчжунська ТЕС

 
 

Атомні електростанції (АЕС)

Атомна електростанція (АЕС) — електростанція, в якій атомна (ядерна) енергія перетворюється в електричну. Касівадзакі-Каріва (рис.1.5) — найбільша АЕС у світі, що знаходиться в Японському місті Касівадзакі. В експлуатації знаходяться 7 ядерних реакторів сумарна потужність яких становить 8212 мегават (МВт). На атомні електростанції припадає майже 7% виробленої електроенергії світу. Як правило, їх будують у країнах, бідних на інші джерела енергії. У результаті роботи АЕС утворюються радіоактивні відходи та відпрацьоване ядерне паливо. Вони є небезпечними для людини й довкілля, для знешкодження вимагають переробки та тривалого зберігання.

Рис. 1.5. АЕС Касівадзакі-Каріва

 
 

Альтернативні джерела енергії

Великі надії у світі покладаються на так звані альтернативні джерела енергії, перевага яких полягає в їх відновлюваності і в тому, що це екологічно чисті джерела енергії.

Виснаження ресурсів змушує виробляти ресурсозберігаючу політику, широко використовувати вторинну сировину. У багатьох країнах прикладаються величезні зусилля для економії енергії та сировини. Сьогодні вже близько ⅓ всієї маси використовуваних в світі металів — алюмінію, міді, цинку, свинцю і олова — добувається з відходів та вторинної сировини. У ряді країн прийняті державні програми економії енергії.

До альтернативних джерел можна віднести:

● Сонячну енергію;

● Енергію вітру;

● Геотермальну енергію;

● Енергію припливів;

● Біопаливо.

Сонячна енергія

Сонячна енергетика — використання сонячної енергії для отримання енергії в будь-якому зручному для її використання вигляді. Сонячна енергетика використовує поновлюване джерело енергії і в перспективі може стати екологічно чистою, тобто такою, що не виробляє шкідливих відходів.

На сьогодні сонячна енергетика широко застосовується у випадках, коли малодоступність інших джерел енергії в сукупності з достатньою кількістю сонячного випромінювання виправдовує її економічно.

 
 

 

Рис. 1.5. Пральня, що використовує для роботи сонячну енергію

Енергія вітру

Вітроенергетика — галузь відновлюваної енергетики, яка спеціалізується на використанні кінетичної енергії вітру.

Вітер як джерело енергії є непрямою формою сонячної енергії, і тому належить до відновлюваних джерел енергії. Використання енергії вітру є одним із найдавніших відомих способів використання енергії із навколишнього середовища, і було відоме ще в давні часи.

Рис. 1.6. Сучасний вітрогенератор

 
 

Геотермальна енергія

Геотермальна енергетика — промислове отримання енергії, зокрема електроенергії, з гарячих джерел, термальних підземних вод.

Перше місце по виробленню електроенергії з гарячих гідротермальних джерел займає США. У долині Великих Гейзерів (штат Каліфорнія) на площі 52 км діє 15 установок, потужністю понад 900 МВт.

Ісландія ефективно використовує гідротермальну енергію своїх надр. Тут відомо понад 700 термальних джерел, які виходять на земну поверхню. Близько 60% населення користується геотермальними водами для обігріву житлових приміщень, а в найближчому майбутньому планується довести це число до 80%.

Рис. 1.7. Геотермальна електростанція Несьявеллір в Ісландії

 
 

Енергія припливів

Енергію припливів людина здавна використовувала для роботи лісопилок та млинів. в середині 60-х років з'явилися перші припливні електростанції (ПЕС) — «Ранс» у Франції та Кислогубська у Росії. Припливна електростанція — особливий вид гідроелектростанції, що використовує енергію припливів, а фактично кінетичну енергію обертання Землі у залежності від інших астрономічних тіл. Припливні електростанції будують на узбережжі морів, де гравітаційні сили Місяця та Сонця двічі на добу змінюють рівень води. Коливання можуть досягати 13 метрів. ПЕС можна будувати лише у районах, де припливна хвиля досягає великої висоти. На узбережжях України припливна хвиля дуже низька, тому перспектив для будівництва ПЕС немає. У Норвегії завдяки енегрії хвиль океану світяться маяки.

 
 

Рис. 1.7. Найбільша у світі припливна електростанція Ля Ранс, Франція

Біопаливо

Біопаливо або біологічне паливо — органічні матеріали, як-от деревина, відходи та спирти, які використовуються для виробництва енергії. Біопаливо сьогодні розглядається в Україні як вагома альтернатива традиційному пальному. Вважається, що його виготовлення в найближчі роки буде максимально вигідним для української економіки. Подібно до вугілля й нафти, біомаса — це форма збереженої сонячної енергії. Енергія сонця акумулюється в процесі процесі фотосинтезу під час росту рослин. Одна перевага біологічного палива в порівнянні з іншими типами палива — те, що воно повністю розкладається мікроорганізмами, і тому відносно безвинне для навколишнього середовища.

 
 

Рис. 1.7. Автобус на біодизелі

 


 

 

РОЗДІЛ 2

ПРИНЦИП РОБОТИ ПРИСТРОЮ

2.1. Складові пристрою

● Мікроконтролер ATmega8;

● Фототранзистор;

● Транзистор КТ315;

● Оптрон MOC3021;

● Конденсатор 1000uF;

● Світлодіод;

● Живлення 5V;

● Кнопки.

Мікроконтролер ATmega8

Мікроконтролер — виконана у вигляді мікросхеми спеціалізована мікропроцесорна система, що включає мікропроцесор, блоки пам'яті для збереження коду програм і даних, порти вводу-виводу і блоки зі спеціальними функціями (лічильники, компаратори, АЦП та інші).

Мікроконтролер ATmega8 (рис. 2.1.) виконаний за технологією CMOS, 8-розрядний, заснований на AVR-архітектурі RISC. Виконуючи одну повноцінну інструкцію за один такт, ATmega8 досягає продуктивності 1 MIPS на МГц, дозволяючи досягти оптимального співвідношення продуктивності до споживаної енергії.

 
 

Рис. 2.1. ATmega8 в корпусі DIP

Технічні характеристики:

● Пам'ять для програм становить 8 Кб

● 512 байт флеш-пам'яті для зберігання змінних

● 1 Кб ОЗУ і 32 регістра загального призначення

● Таймер реального часу з незалежним генератором

● Напруга живлення 4.5 - 5.5В

● Тактова частота 0-16 МГц

 

23 порта входу / виходу, об'єднаних в 3 групи:

● Порт В (PB0 - РВ7): Два виводи (РВ6 і PB7) використовуються для підключення кварцового резонатора. Виводи РВ2 - РВ5 зарезервовані для внутрисхемного програмування. Таким чином, для загального застосування залишаються порти PB0 і PB1;

● Порт С (PC0 - РС6: 7 виводів): Порти PC0 - РС5 можна використовувати в якості аналогових входів. РС6 зазвичай використовується для скидання;

● Порт D (PD0 - PD7: 8 виводів): Ці порти можна використовувати для загального застосування.

 
 

Рис. 2.2. Схема ATmega8

Фототранзистор

Фототранзистор — транзистор (зазвичай біполярний), в якому інжекція нерівноважних носіїв здійснюється на основі внутрішнього фотоефекту; служить для перетворення світлових сигналів в електричні з одночасним посиленням останніх. Фототранзистор позначається на схемах так (рис. 2.3.). На моїй схемі позначений як звичайна кнопка (рис.2.4.). В звичайному житті вин виглядає так (рис.2.5.).

Рис. 2.3. Фототранзистор на схемі

       
   
 

Рис. 2.4. Кнопка

Рис. 2.5. Фототранзистор

 
 

 

Транзистор КТ315

КТ315 (рис.2.6., рис.2.7.) — кремнієвий високочастотний біполярний транзистор малої потужності в корпусі КТ-13, отримав найбільше поширення у радянській радіоапаратурі.

 
 

Рис. 2.6. КТ315

Рис. 2.7. КТ315

 
 

Оптрон MOC3021

MOC3021 (рис.2.8., рис.2.9.) — популярний симісторний оптрон широкого застосування.

 
 

Рис. 2.8. MOC3021

Рис. 2.9. Схема підключення MOC3021

 
 

Конденсатор 1000uF

Конденсатор електролітичний 1000uF 10V (рис.2.10.).

 
 

Рис. 2.10. Конденсатор 1000uF 10V

Світлодіод

Звичайний світлодіод (рис.2.11.), як прототип лампочки в приміщенні.

Рис. 2.11. Світлодіод

 
 

Живлення 9V

Звичайна крона (рис.2.12.).

Рис. 2.12. Крона

Кнопки

1. Кнопка On/Off (рис.2.13.);

2. Кнопка для запуску (рис.2.14.).

 
 

Рис. 2.13. Кнопка On/Off

Рис. 2.14. Кнопка для запуску

 
 

Принцип роботи пристрою

Прилад являє собою електронну мікросхему, який вмонтовується в електричне коло що живить лампу освітлення

Як варіант він може міститисч замість з вимикача

Прилад містить дві робочі кнопки:

● Перша кнопка (On/Off) призначена для ввімкнення/вимкнення приладу;

● Друга (кнопка запуску) для переходу в режим максимального освітлення.

Прилад-автомат регулювання інтенсивності освітлення необхідно включити в систему електропроводки. Основна робоча частина приладу вмонтовується в стіну, де передбачається розташовувати вимикач. Замість звичайного вимикача потрібно встановити кнопку запуску.

При ввімкненні цього приладу буде освітлюватися приміщення на мінімальну потужність. Коли людина потребує більшу освітленість, вона натискає на кнопку запуску і в залежності від освітлення в приміщенні (день/ніч) лампочка засвічується в 3 рази яскравіше від попередньої яскравості (якщо день) або в 4 рази яскравіше (якщо ніч).

Схема розробленого пристрою представлена на рис.2.15..

Рис. 2.15. Схема приладу-автомату регулювання інтенсивності освітлення

 

 


 

 

РОЗДІЛ 3

ДОСЛІДЖЕННЯ РОЗРОБЛЕНОГО ПРИЛАДУ

 





sdamzavas.net - 2019 год. Все права принадлежат их авторам! В случае нарушение авторского права, обращайтесь по форме обратной связи...